JPH06128682A - Heat resistant cast iron - Google Patents
Heat resistant cast ironInfo
- Publication number
- JPH06128682A JPH06128682A JP4279790A JP27979092A JPH06128682A JP H06128682 A JPH06128682 A JP H06128682A JP 4279790 A JP4279790 A JP 4279790A JP 27979092 A JP27979092 A JP 27979092A JP H06128682 A JPH06128682 A JP H06128682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- cast iron
- heat resistance
- test
- experiment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、耐熱鋳鉄に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to heat resistant cast iron.
【０００２】[0002]
【従来の技術】耐熱鋳鉄には、Niを多量に含む高Ni鋳鉄
がある。一般に、耐熱鋳鉄の耐熱性の向上を図る場合、
各種の高価な元素を添加して行なわれることが多く、高
Ni鋳鉄においても各種の高価な元素を添加してその耐熱
性を向上させることが種々試みられている。2. Description of the Related Art Heat-resistant cast iron includes high Ni cast iron containing a large amount of Ni. Generally, when improving the heat resistance of heat-resistant cast iron,
It is often done by adding various expensive elements,
In Ni cast iron, various attempts have been made to improve the heat resistance by adding various expensive elements.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】そのため、高Ni鋳鉄を
はじめとする耐熱鋳鉄においては、一般に、その耐熱性
が高くなるほど高価なものとなっている。Therefore, in heat-resistant cast iron including high Ni cast iron, the higher the heat resistance, the more expensive it is.
【０００４】この発明は、このような背景に基づいてな
されたもので、比較的コストの安価なSiを添加元素とし
て積極的に利用することによって、この種の高Ni鋳鉄の
耐熱性を低コストで一層向上させることを目的とするも
のである。The present invention has been made on the basis of such a background. By positively utilizing Si, which is relatively inexpensive, as an additive element, the heat resistance of this kind of high Ni cast iron can be reduced at low cost. The purpose is to further improve.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、13.0〜40.0%の範囲内のNi
と、3.0〜10.0%の範囲内のSiとを含み、残部を実質的に
Feとしたことを特徴とする。In order to achieve this object, the invention according to claim 1 provides Ni in the range of 13.0 to 40.0%.
And Si in the range of 3.0 to 10.0%, and the balance is substantially
It is characterized by being Fe.
【０００６】[0006]
【作用】請求項１記載の発明の耐熱鋳鉄は、確認試験の
結果からあきらかなように、従来の高Ni鋳鉄より酸化減
量が小さく耐熱性が向上しており、添加元素としてSiが
用いられるのでコストも安価である。According to the heat-resistant cast iron of the invention described in claim 1, as is clear from the result of the confirmation test, the oxidation loss is smaller and the heat resistance is improved than the conventional high Ni cast iron, and Si is used as the additive element. The cost is also low.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、実施例を説明するが、まず第１の実験
について述べる。EXAMPLES Examples will be described below. First, the first experiment will be described.
【０００８】この第１の実験においては高Ni鋳鉄の耐熱
性について主に添加されたSi量によりどのように向上す
るかを酸化減量で調査するものである。In this first experiment, how the heat resistance of high Ni cast iron is improved mainly by the amount of Si added is investigated by oxidation weight loss.
【０００９】まず、表．１によりこの第１の実験に用い
る各試料の成分組成を重量％で示す。First, Table. 1 shows the component composition of each sample used in this first experiment in% by weight.
【００１０】[0010]
【表１】 前記表．１において、試料１−１は比較例としての従来
公知の高Ni鋳鉄であって、いわゆるニレジストダクタイ
ル鋳鉄のＤ2種（ASTM A439のD-2,JIS FCDA-NiCr20 2相
当）である。[Table 1] The above table. In No. 1, sample 1-1 is a conventionally known high Ni cast iron as a comparative example, which is a so-called Niresist ductile cast iron type D2 (ASTM A439 D-2, JIS FCDA-NiCr202 equivalent).
【００１１】試料１−２から試料１−８は、いずれもこ
の発明の実施例であり、試料１−２は添加元素としての
Si量をとくに高めたもので、試料１−３は添加元素とし
てのNi量を高めたものである。Samples 1-2 to 1-8 are all examples of the present invention, and sample 1-2 is an additive element.
The amount of Si is particularly increased, and Samples 1-3 are those in which the amount of Ni as an additional element is increased.
【００１２】また、試料１−４はSi量をすこし高めたう
えで添加元素としてのNi量をすこし減量して添加したも
ので、試料１−５〜１−８は前記試料２と同様の趣旨の
下に添加したSi量を変化させたものである。Samples 1-4 were obtained by slightly increasing the amount of Si and then slightly reducing the amount of Ni as an additional element. Samples 1-5 to 1-8 have the same effect as the sample 2. The amount of Si added underneath is changed.
【００１３】これらの成分組成からなる鋳物の耐熱性を
評価するために、前記各試料１−１〜１−８のそれぞれ
を同一条件で溶解し、所定の金型に注湯して一定形状の
鋳物を形成し、この鋳物の黒皮部分を除いた内部から所
定の直方体形状に切りだして耐熱性試験用テストピース
を作成した。In order to evaluate the heat resistance of a casting having these component compositions, each of the samples 1-1 to 1-8 was melted under the same conditions and poured into a predetermined mold to obtain a fixed shape. A casting was formed, and a test piece for heat resistance test was prepared by cutting the casting into a predetermined rectangular parallelepiped shape from the inside excluding the black skin portion.
【００１４】このようにして用意された耐熱性試験用の
各テストピースにおいては、いずれもその全体に渡って
成分組成が均質に分布した状態である。In each of the thus prepared test pieces for heat resistance test, the component composition is uniformly distributed over the whole thereof.
【００１５】このような各試料を用いての耐熱性の評価
試験は次のようである。The heat resistance evaluation test using each of these samples is as follows.
【００１６】すなわち、この耐熱性の評価試験として
は、大気中において次のような加熱保持試験と繰り返し
加熱試験とを行なった。That is, as the heat resistance evaluation test, the following heating holding test and repeated heating test were performed in the atmosphere.
【００１７】加熱保持試験は、加熱炉中において、所定
の直方体形状に形成された各テストピースを均一に加熱
して一定温度で一定時間保持させた後、各テストピース
の質量を測定して酸化減量を得るものであり、この加熱
保持試験においては加熱温度を900℃とし、加熱保持時
間を4時間，および20時間としてそれぞれの時点での酸
化減量を得た。In the heating and holding test, each test piece formed in a predetermined rectangular parallelepiped shape is uniformly heated in a heating furnace and held at a constant temperature for a predetermined time, and then the mass of each test piece is measured to oxidize it. In this heating and holding test, the heating temperature was set to 900 ° C., and the heating and holding time was set to 4 hours and 20 hours, and the oxidation weight loss at each time point was obtained.
【００１８】この結果は、図１に示すとおりであり、図
中Ａは加熱保持時間が4時間の時点での酸化減量を示
し、Ｂは20時間の時点での酸化減量を示す。The results are shown in FIG. 1, in which A indicates the oxidation weight loss at the time when the heating and holding time is 4 hours, and B indicates the oxidation weight loss at the time when 20 hours.
【００１９】なお、前記試料１−５〜１−８は、前記の
ように試料１−２と同様の趣旨によるものであり、酸化
減量の測定値もほぼ同レベルであったので図示を省略す
る。The samples 1-5 to 1-8 have the same purpose as the sample 1-2 as described above, and the measured values of the oxidation weight loss were almost the same level, so that the illustration thereof is omitted. .
【００２０】図１から理解できるように、加熱保持試験
における酸化減量は、比較例としての試料１−１が最も
大きく、本願の実施例である，試料１−２〜１−４はい
ずれも前記試料１−１より小さい値となっている。そし
て、この酸化減量の差は、加熱時間が長いほど拡大傾向
にあることがわかる。As can be seen from FIG. 1, the weight loss due to oxidation in the heating and holding test is largest in the sample 1-1 as the comparative example, and the samples 1-2 to 1-4, which are the examples of the present application, have the above-mentioned values. The value is smaller than that of Sample 1-1. It can be seen that the difference in the weight loss due to oxidation tends to increase as the heating time increases.
【００２１】したがって、この加熱保持試験の結果か
ら、本願発明の各実施例はいずれも既存の耐熱鋳鉄より
良好な耐熱性を有することが確認できる。Therefore, from the results of this heating and holding test, it can be confirmed that each of the examples of the present invention has better heat resistance than the existing heat-resistant cast iron.
【００２２】一方、繰り返し加熱試験は、前記加熱炉中
の低温部と高温部との間を移動させることにより一定の
熱サイクルで繰り返し加熱し、これに伴う酸化減量を測
定するものである。On the other hand, the repeated heating test is a test in which the heating furnace is moved between a low temperature portion and a high temperature portion to repeatedly heat the material in a constant heat cycle, and the resulting oxidation loss is measured.
【００２３】この繰り返し加熱試験においては、低温部
の温度を200℃とし高温部の温度を870℃として、各試料
をそれぞれ200回，500回および1000回の回数だけ加熱
し、各時点で質量を測定することにより酸化減量を得
た。In this repeated heating test, the temperature of the low temperature part was set to 200 ° C. and the temperature of the high temperature part was set to 870 ° C., each sample was heated 200 times, 500 times and 1000 times respectively, and the mass was measured at each time point. Oxidation weight loss was obtained by measurement.
【００２４】この繰り返し加熱試験の結果は、図２に示
す通りであり、図中Ｃは200回の時点での酸化減量を示
し、Ｄは500回，Ｅは1000回の酸化減量を示す。The results of this repeated heating test are as shown in FIG. 2, in which C indicates the oxidation weight loss at the time of 200 times, D indicates the oxidation weight loss of 500 times, and E the weight loss of 1000 times.
【００２５】なお、前記試料１−５〜１−８について
は、前記加熱保持試験の場合と同様に図示を省略する。The samples 1-5 to 1-8 are not shown as in the heat retention test.
【００２６】図２からあきらかなように、繰り返し加熱
の回数がいずれの場合であっても、比較例である試料１
−１の酸化減量が最も大きく、本願発明の実施例である
各試料１−２〜１−４はいずれもそれより小さくなって
いる。As is clear from FIG. 2, no matter how many times the heating was repeated, Sample 1 as a comparative example was used.
-1 has the largest oxidative weight loss, and each of the samples 1-2 to 1-4 which are the examples of the present invention is smaller than that.
【００２７】したがって、本願発明の各実施例は、この
繰り返し加熱試験の結果からも、既存の耐熱性鋳鉄より
良好な耐熱性を有していることがわかる。Therefore, it can be seen from the results of this repeated heating test that each example of the present invention has better heat resistance than the existing heat resistant cast iron.
【００２８】とくに、試料１−２については、前記加熱
保持試験および繰り返し加熱試験のいずれの結果におい
ても、既存の耐熱性鋳鉄の酸化減量と比べて大幅に小さ
い値を示しており、きわめて優れた耐熱性を備えている
ことが明らかである。In particular, for sample 1-2, both the results of the heat retention test and the repeated heating test showed a value significantly smaller than the oxidation loss of the existing heat-resistant cast iron, which was extremely excellent. It is clear that it has heat resistance.
【００２９】なお、この試料１−２と同様の趣旨によ
る，前記試料１−５〜１−８も概ね同様である。The same applies to the samples 1-5 to 1-8 having the same meaning as the sample 1-2.
【００３０】このように良好な耐熱性を有する試料１−
２の酸化部分の断面状態を図３に示し、比較例としての
試料１−１の酸化部分の断面状態を図４に示す。Sample 1 having good heat resistance as described above
The cross-sectional state of the oxidized portion of No. 2 is shown in FIG. 3, and the cross-sectional state of the oxidized portion of Sample 1-1 as a comparative example is shown in FIG.
【００３１】なお、これらの図３，図４は、前記繰り返
し加熱を1000回行なった各試料について、顕微鏡により
倍率100倍で観察し、この観察に基づいて作成したもの
である。Incidentally, FIGS. 3 and 4 are prepared based on the observation of each sample which has been repeatedly heated 1000 times under a microscope at a magnification of 100 times.
【００３２】これらの図３，４からあきらかなように、
試料１−２においては酸化領域Ｓは合金材料の表面に部
分的に形成されているだけである。他方、比較例として
の試料１−１の場合には、酸化部分Ｓは合金材料の表面
に一定の厚さで全体的に形成されている。なお、これら
の図において未酸化領域をＭで示す。As is apparent from FIGS. 3 and 4,
In the sample 1-2, the oxidized region S is only partially formed on the surface of the alloy material. On the other hand, in the case of the sample 1-1 as the comparative example, the oxidized portion S is entirely formed on the surface of the alloy material with a constant thickness. In these figures, the unoxidized region is indicated by M.
【００３３】したがって、これらの酸化領域Ｓの状態の
相違から、前記耐熱性の評価試験の結果が妥当であるこ
とが確認できた。Therefore, from the difference in the states of the oxidized regions S, it was confirmed that the results of the heat resistance evaluation test were appropriate.
【００３４】そして、この繰り返し加熱試験により表面
に酸化領域Ｓの形成された前記試料１−２の断面を、表
面に直角方向に沿って、ＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナラ
イザ）による成分分析を行なった。Then, the cross section of the sample 1-2 having the oxidized region S formed on the surface by the repeated heating test was subjected to component analysis by EPMA (X-ray microanalyzer) along the direction perpendicular to the surface.
【００３５】その結果は図５に示すとおりであり、図中
Ｋは試料１−２の端部（表面）位置である。The results are shown in FIG. 5, where K is the end (front surface) position of the sample 1-2.
【００３６】図５から、試料１−２の表面近傍の部分に
おいては、Feは内部側と比べてＮ部分において分布量が
減少し、O はＱ部分において、またSiはＲ部分において
内部側と比べて多量に分布しており、その他C,Cr,Niの
分布は内部側と比べて概ね同程度の分布であることがわ
かる。From FIG. 5, in the portion near the surface of the sample 1-2, the distribution amount of Fe decreases in the N portion as compared with the inner portion, O in the Q portion and Si in the R portion as the inner side. It can be seen that there is a large amount of distribution, and the distributions of other C, Cr, and Ni are approximately the same as the distribution on the inner side.
【００３７】この結果を前記耐熱性との関係から検討す
ると、以下のようであると考えられる。Considering this result in relation to the heat resistance, it is considered as follows.
【００３８】すなわち、前記Ｎ部分でのFe量の減少およ
びＱ部分でのO量の増加は、試料１−２の表面が加熱に
より酸化され，これらの部分が前記酸化領域Ｓに相当す
る部分であることから当然である。That is, the decrease in the amount of Fe in the N portion and the increase in the amount of O in the Q portion are due to the fact that the surface of Sample 1-2 is oxidized by heating and these portions are the portions corresponding to the oxidized region S. It is natural because there is.
【００３９】しかし、前記Ｒ部分でのSi量の増加は特異
な現象である。However, the increase in the amount of Si in the R portion is a unique phenomenon.
【００４０】このSiが多量に分布するＲ部分において
は、多量のけい酸化合物が存在しているので、これが試
料１−２の耐熱性を高める機能を果たしていると考えら
れる。Since a large amount of the silicic acid compound is present in the R portion where Si is distributed in a large amount, it is considered that this serves to enhance the heat resistance of Sample 1-2.
【００４１】前記のように、試料１−２は加熱前の状態
においては、この試料１−２としての添加元素であるSi
も試料の全体に渡って均一に分布した状態であったもの
であるが、これを加熱することによって結果として酸化
被膜中に濃化したものである。As described above, the sample 1-2, in the state before heating, is the additive element Si as the sample 1-2.
The sample was also in a state of being uniformly distributed over the entire sample, but when it was heated, it was concentrated in the oxide film as a result.
【００４２】そして、このSiの濃化した部分は、試料１
−２本来の合金材料より耐熱性が高められており、この
部分で熱的環境に対抗することとなるので、複合材料と
しての構造が合金材料の加熱により形成されたことに他
ならない。Then, this Si-enriched portion is the sample 1
-2 Since the heat resistance is higher than that of the original alloy material, and this portion opposes the thermal environment, the structure as the composite material is formed by heating the alloy material.
【００４３】この試料１−２と同様に、前記試料１−３
および試料１−４についても1000回の繰り返し加熱を行
なったものをＥＰＭＡにより成分分析を行なった（図
６，７参照）。Similar to the sample 1-2, the sample 1-3
Also, the samples 1-4 were repeatedly heated 1000 times, and the components were analyzed by EPMA (see FIGS. 6 and 7).
【００４４】これらの場合にはいずれも、図７に例示す
るようにSiの濃化は生じず、Niが多量に分布した領域Ｕ
（図６），Ｘ（図７）が形成され、これら以外の元素に
ついては、前記図５と概ね同様であった。In each of these cases, as illustrated in FIG. 7, the concentration of Si does not occur, and the region U in which a large amount of Ni is distributed is formed.
(FIG. 6) and X (FIG. 7) were formed, and other elements were almost the same as those in FIG.
【００４５】そして、前記したようにこれらの試料１−
３，１−４についても、試料１−２ほどではないが比較
例としての試料１−１より良好な耐熱性を示しており、
この原因はNiの濃化した酸化被膜によるものであると考
えられ、前記試料１−２の場合と同様に加熱することに
より合金材料の添加元素であるNiを濃化して耐熱性の優
れた被膜を形成させて、複合材料の構造が形成されたも
のである。Then, as described above, these samples 1-
Samples Nos. 3 and 1-4 also show better heat resistance than Sample 1-1 as a comparative example, though not as much as Sample 1-2.
It is considered that this is due to the oxide film with concentrated Ni, and by heating in the same manner as in the case of Sample 1-2, the film with excellent heat resistance by concentrating Ni as an additive element of the alloy material To form a composite material structure.
【００４６】とくに、試料１−４に関する図７に見られ
るように、Niの濃化した領域Ｘが試料の表面Ｋから寸法
Ｙだけ内部側に離間した位置に形成されており、本願発
明は合金材料の表面に限らず、その内部にも実施するこ
とが可能であることを示している。In particular, as seen in FIG. 7 for sample 1-4, the Ni-enriched region X is formed at a position spaced inward from the surface K of the sample by the dimension Y. It is shown that it can be applied not only to the surface of the material but also to the inside thereof.
【００４７】なお、このようなSi等の濃化部分の形成を
生産工程中に行なう場合には独自に加熱炉を用いて行な
えばよい。また、材料の局部において濃化部分を形成さ
せる場合には、例えばレーザ等の局部加熱手段を用いて
行なえばよい。When forming such a concentrated portion of Si or the like during the production process, it may be carried out by independently using a heating furnace. Further, in the case of forming the concentrated portion in the local portion of the material, it may be performed by using a local heating means such as a laser.
【００４８】このような技術により、SiやNi等の耐熱性
の改善に有効な元素を製品の表層部に濃化して分布させ
ると、製品はその表層部がその内部より良好な耐熱性を
具備するとともに、内部における前記元素の分布が表層
部より疎であるので製品の強度等の機械的性質の改善が
可能である。With such a technique, when an element effective for improving heat resistance such as Si or Ni is concentrated and distributed in the surface layer portion of the product, the surface layer portion of the product has better heat resistance than the inside thereof. In addition, since the distribution of the above-mentioned elements inside is sparser than that of the surface layer, it is possible to improve mechanical properties such as strength of the product.
【００４９】前記した第１の実験の結果から、高Ni鋳鉄
へのSiの添加量を3.0％以上で概ね10％程度までとする
ことはその耐熱性の向上に有効であるが、次に説明する
第２の実験においては、前記の結果の妥当性を確認する
とともに、第１の実験に用いた試料より多量あるいは少
量のNiを含有する場合の耐熱性についての見通しを調査
する。From the results of the above-mentioned first experiment, it is effective to improve the heat resistance of the high Ni cast iron by setting the amount of Si added to 3.0% or more to about 10%. In the second experiment, the validity of the above result is confirmed, and the prospect of heat resistance in the case of containing a larger amount or a smaller amount of Ni than the sample used in the first experiment is investigated.
【００５０】なお、この第２の実験における各試料の成
分組成は、表．２に示すとおりであり、これらの各試料
により概ね容器状の所定形状のターボチャージャ用ケー
シング部品を鋳造し、これをそのままテストピースとし
て用い、これを前記した第１の実験での繰り返し加熱試
験と同様に200〜870℃の範囲で繰り返し加熱することに
より、その形状において熱応力の集中する部位でのクラ
ック等の損傷が生じるまでの加熱回数を以て耐熱性の面
での寿命とした。The component composition of each sample in this second experiment is shown in Table. As shown in Fig. 2, each of these samples was used to cast a casing part for a turbocharger having a substantially container-like predetermined shape, which was used as it was as a test piece, which was subjected to the repeated heating test in the first experiment described above. Similarly, by repeatedly heating in the range of 200 to 870 ° C., the number of times of heating until damage such as cracks occurs at the portion where the thermal stress is concentrated in the shape was taken as the life in terms of heat resistance.
【００５１】[0051]
【表２】 なお、表．２は、各試料の成分組成を重量％で示すもの
であり、表．２において、試料２−１は第１の実験にお
ける試料１−１と同一の比較例である。[Table 2] Table. 2 shows the component composition of each sample in% by weight. 2, the sample 2-1 is the same comparative example as the sample 1-1 in the first experiment.
【００５２】試料２−２から試料２−７は、いずれもこ
の発明の実施例であって、試料２−６は第１の実験での
試料１−２と同一のものである。Samples 2-2 to 2-7 are all examples of the present invention, and sample 2-6 is the same as sample 1-2 in the first experiment.
【００５３】なお、第１の実験に用いた試料より多量の
Niを含有する場合の耐熱性についての見通しは、この第
２の実験後の試料２−５のテストピースを観察すること
により行ない、少量のNiを含有する場合については試料
２−４のテストピースを観察して行なった。It should be noted that a larger amount than the sample used in the first experiment was used.
The prospect of heat resistance in the case of containing Ni is performed by observing the test piece of Sample 2-5 after this second experiment, and in the case of containing a small amount of Ni, the test piece of Sample 2-4. Was observed.
【００５４】これらのテストピースを観察するかぎり、
多量あるいは少量のNiを含有する場合でも、先の第１の
実験と概ね同様に良好な耐熱性を有することが確認され
た。As far as these test pieces are observed,
It was confirmed that even when a large amount or a small amount of Ni was contained, it had good heat resistance in the same manner as in the first experiment.
【００５５】そして、この第２の実験で得られた，寿命
となる加熱回数をSi量で整理してみると、図８に示すと
おりである。なお、図８において○付きの数字は成分組
成との対応を示す。Then, the number of times of heating, which is the life, obtained in the second experiment is arranged by the amount of Si, as shown in FIG. In FIG. 8, the numbers with a circle show the correspondence with the component composition.
【００５６】図８から明かとなるように、本願実施例で
ある前記各試料と同様の成分組成からなるターボチャー
ジャ用ケーシングの熱応力に関連する耐熱性は、Si量の
3.5%〜7%の範囲で、中高状となっている。As is apparent from FIG. 8, the heat resistance associated with the thermal stress of the turbocharger casing having the same composition as the samples of the examples of the present application is determined by the Si content.
In the range of 3.5% to 7%, it has a medium-high shape.
【００５７】これは、Si量が3.5%未満の場合には、加熱
による酸化減量が大きく、鋳物表面に形成される酸化物
層が脱落し、これにより鋳物品の強度が低下してクラッ
ク等を発生するからであると考えられる。This is because when the Si content is less than 3.5%, the oxidation loss due to heating is large, and the oxide layer formed on the surface of the casting falls off, which lowers the strength of the casting and causes cracks and the like. It is thought to be because it occurs.
【００５８】また、Si量が7%を越える場合には、鋳物材
料の硬さが大きく，じん性が小さいことにより、加熱に
よる熱応力に敏感に反応してクラックが発生しやすくな
るからであると考えられる。Further, when the Si content exceeds 7%, the hardness of the casting material is large and the toughness is small, so that cracks are likely to occur due to a sensitive reaction to thermal stress due to heating. it is conceivable that.
【００５９】前記Si量の3.5%〜7%の範囲においては、加
熱による酸化減量が小さく、かつ加熱による熱応力に対
抗し得る程度の適度なじん性をも具備しているので、こ
の範囲での鋳鉄材料は、とくに繰り返し加熱により熱応
力が作用する場合きわめて優れた耐熱性を有するもので
ある。In the range of 3.5% to 7% of the Si content, the oxidation loss due to heating is small, and the toughness is appropriate to withstand the thermal stress due to heating. The cast iron material has extremely excellent heat resistance, especially when thermal stress is exerted by repeated heating.
【００６０】以上説明した第２の実験においては、鋳物
品としてターボチャージャ用ケーシングを一例として挙
げて説明したが、これに限らず、例えば自動車エンジン
の排気マニホールド等の排気系部品やその他繰り返し加
熱を受ける鋳物品一般に適用できることはいうまでもな
い。In the second experiment described above, a casing for a turbocharger was described as an example of a cast article, but the present invention is not limited to this. For example, exhaust system parts such as an exhaust manifold of an automobile engine and other repeated heating are performed. It goes without saying that it can be applied to cast articles generally received.
【００６１】このような高Ni鋳鉄におけるSi量について
の認識の下に、高Ni鋳鉄の耐熱性をより一層向上させる
ために、この種の高Ni鋳鉄のその他の添加成分につき次
のように第３の実験〜第５の実験を行なった。With the recognition of the Si content in such high Ni cast iron, in order to further improve the heat resistance of the high Ni cast iron, the other additive components of this type of high Ni cast iron are described as follows. Experiments 3 to 5 were performed.
【００６２】まず、第３の実験は、この種の高Ni鋳鉄の
添加成分としてのCrに注目し、耐熱性の一層の向上を図
ろうとするものである。First, in the third experiment, attention is paid to Cr as an additive component of this kind of high Ni cast iron, and it is intended to further improve the heat resistance.
【００６３】以下、第３の実験について説明するが、ま
ず表．３により各試料の成分組成を重量％で示す。The third experiment will be described below. First, the table. 3 shows the component composition of each sample in% by weight.
【００６４】[0064]
【表３】 前記表．３において、試料３−１は第１の実験の試料１
−１と同一の比較例で、試料３−２はCr量を少なくした
比較例であり、試料３−３から試料３−６は、いずれも
この発明の実施例である。[Table 3] The above table. 3, the sample 3-1 is the sample 1 of the first experiment.
In the same comparative example as -1, sample 3-2 is a comparative example in which the amount of Cr is reduced, and sample 3-3 to sample 3-6 are all examples of the present invention.
【００６５】そして、このような各試料を用いて第１の
実験と同様にテストピースを作成し、第１の実験での繰
り返し加熱試験と同様の実験を行なった。Then, a test piece was prepared in the same manner as in the first experiment using each of the above samples, and the same experiment as the repeated heating test in the first experiment was conducted.
【００６６】この第３の実験において、耐熱性の評価試
験としてかかる繰り返し加熱試験を行なったのは、耐熱
鋳鉄からなる部品等が実用上受けることの多い加熱形態
であり、かかる加熱形態において良好な耐熱性を呈する
条件としての、耐酸化性と熱膨張率が小さいこととを総
合的に試験できるからである。In this third experiment, the repeated heating test was conducted as a heat resistance evaluation test because it is a heating mode that parts made of heat-resistant cast iron and the like are often subjected to practical use. This is because it is possible to comprehensively test the oxidation resistance and the small coefficient of thermal expansion as conditions for exhibiting heat resistance.
【００６７】この繰り返し加熱試験の結果は、図９に示
す通りである。図中Ａは加熱回数が500回の時点での酸
化減量を示し、Ｂは1000回での酸化減量を示す。The results of this repeated heating test are as shown in FIG. In the figure, A shows the oxidation weight loss when the number of times of heating was 500 times, and B shows the oxidation weight loss when the heating frequency was 1000 times.
【００６８】図９からあきらかなように、繰り返し加熱
の回数がいずれの場合であっても、比較例である試料３
−２の酸化減量が最も大きく、これに次いで公知のニレ
ジストダクタイル鋳鉄のＤ2種である試料３−１の酸化
減量が大きく、実施例である各試料３−３〜３−６はい
ずれもそれより格段に小さくなっている。As is clear from FIG. 9, sample 3 which is a comparative example is used regardless of the number of times of repeated heating.
-2 has the largest oxidative weight loss, followed by the known Niresist ductile cast iron, sample 3-1 which has the largest oxidative weight loss, and each of the samples 3-3 to 3-6, which is an example, has that weight loss. It is much smaller.
【００６９】したがって、本願発明の各実施例は、この
繰り返し加熱試験の結果から、既存の耐熱鋳鉄より実用
上の良好な耐熱性を有していることがわかる。Therefore, it can be seen from the results of this repeated heating test that each example of the present invention has practically better heat resistance than existing heat-resistant cast iron.
【００７０】なお、Crの添加量は1.5〜5.8％の範囲内で
添加することができる。The amount of Cr added may be in the range of 1.5 to 5.8%.
【００７１】また、以上説明した各実施例において、Mn
を添加してあるのは、オーステナイトの安定化と鋳造欠
陥の発生を軽減するためであるが、このMnの添加量を
0.4〜1.0％の範囲内とすればよい。In each of the embodiments described above, Mn
Is added to stabilize the austenite and reduce the occurrence of casting defects.
It may be in the range of 0.4 to 1.0%.
【００７２】とくに、6.0％〜10.0％の範囲内のSi量を
有する高Ni鋳鉄においては、Cを1.0〜3.0％，Niを13.0
〜40.0％の範囲内で前記のごとき特性が顕著であり、こ
の場合に前記のMnおよびCrの添加量が、前記範囲内であ
ることにより、優れた特性を実現することができる。In particular, in high Ni cast iron having a Si content in the range of 6.0% to 10.0%, C is 1.0 to 3.0% and Ni is 13.0%.
Within the range of ˜40.0%, the above-mentioned characteristics are remarkable, and in this case, when the addition amounts of Mn and Cr are within the above range, excellent characteristics can be realized.
【００７３】次に、第４および第５の実験について説明
する。Next, the fourth and fifth experiments will be described.
【００７４】第４および第５の実験は、いずれもこの種
の高Ni鋳鉄の添加成分としてのNb，Mo，V,Ti，Taに注目
し、耐熱性の向上を図ろうとするものであり、前記第１
の実験と同様に加熱保持試験と繰り返し加熱試験とを行
なって各試料の耐熱性を評価することとした。The fourth and fifth experiments both focus on Nb, Mo, V, Ti, and Ta as additive components of this type of high Ni cast iron, and attempt to improve heat resistance. The first
The heat retention test and the repeated heating test were performed in the same manner as the experiment of 1. to evaluate the heat resistance of each sample.
【００７５】まず表．４により、第４の実験に用いた各
試料の成分組成を重量％で示すが、この第４の実験にお
いては添加元素としてNbのみを用いたものである。First, the table. 4, the component composition of each sample used in the fourth experiment is shown by weight%, but in this fourth experiment, only Nb was used as an additional element.
【００７６】[0076]
【表４】 前記表．４において、試料４−１は第１の実験の試料１
−１と同一の比較例であって、試料４−２から試料４−
７は、いずれもこの発明の実施例である。[Table 4] The above table. 4, sample 4-1 is sample 1 of the first experiment.
-1, which is the same comparative example as that of Sample No. -1,
7 is an embodiment of the present invention.
【００７７】そして、これらの各試料４−２〜４−７の
添加元素であるNbのSi量に対する重量割合は、試料４−
２は9.2％、試料４−３は24.2％、試料４−４は28.9
％、試料４−５は14.6％、試料４−６は22.7％、試料４
−７は24.7％である。The weight ratio of Nb, which is the additional element in each of the samples 4-2 to 4-7, to the amount of Si is the same as the sample 4-
2 is 9.2%, Sample 4-3 is 24.2%, Sample 4-4 is 28.9
%, Sample 4-5 is 14.6%, Sample 4-6 is 22.7%, Sample 4
-7 is 24.7%.
【００７８】加熱保持試験の結果は、図１０に示すとお
りである。なお、図中Ａは加熱保持時間が4時間の時点
での酸化減量を示し、Ｂは20時間の時点での酸化減量を
示す。The results of the heating and holding test are shown in FIG. In addition, in the figure, A shows the oxidation weight loss at the time of heating and holding time of 4 hours, and B shows the oxidation weight loss at the time of 20 hours.
【００７９】図１０から理解できるように、加熱保持試
験における酸化減量は、比較例としての試料４−１が最
も大きく、本願の実施例である，試料４−２〜４−７は
いずれも前記試料４−１より小さい値となっている。そ
して、この酸化減量の差は、加熱時間が長いほど拡大傾
向にあることがわかる。As can be understood from FIG. 10, the oxidation loss in the heating and holding test is the largest in the sample 4-1 as the comparative example, and the samples 4-2 to 4-7, which are the examples of the present application, have the above-mentioned values. The value is smaller than that of Sample 4-1. It can be seen that the difference in the weight loss due to oxidation tends to increase as the heating time increases.
【００８０】したがって、この加熱保持試験の結果か
ら、所要量のNbが添加された本願発明の各実施例はいず
れも既存の耐熱鋳鉄より良好な耐熱性を有することが確
認できる。Therefore, from the results of this heating and holding test, it can be confirmed that each of the examples of the present invention to which a required amount of Nb was added has better heat resistance than existing heat-resistant cast iron.
【００８１】また、繰り返し加熱試験の結果は、図１１
に示す通りである。図中Ｃは200回の時点での酸化減量
を示し、Ｄは500回，Ｅは1000回の酸化減量を示す。The result of the repeated heating test is shown in FIG.
As shown in. In the figure, C indicates the weight loss at 200 times, D indicates the weight loss at 500 times, and E the weight loss at 1000 times.
【００８２】図１１からあきらかなように、繰り返し加
熱の回数がいずれの場合であっても、比較例である試料
４−１の酸化減量が最も大きく、所要量のNbが添加され
た本願発明の実施例である各試料４−２〜４−７はいず
れもそれより小さくなっている。As is apparent from FIG. 11, regardless of the number of times of repeated heating, the sample 4-1 as the comparative example has the largest oxidation loss, and the required amount of Nb of the present invention is added. Each of the samples 4-2 to 4-7, which are examples, are smaller than that.
【００８３】したがって、本願発明の各実施例は、この
繰り返し加熱試験の結果からも、既存の耐熱性鋳鉄より
良好な耐熱性を有していることがわかる。Therefore, it can be seen from the results of this repeated heating test that each example of the present invention has better heat resistance than the existing heat resistant cast iron.
【００８４】とくに、試料４−６については、前記加熱
保持試験および繰り返し加熱試験のいずれの結果におい
ても、既存の耐熱性鋳鉄の酸化減量と比べて大幅に小さ
い値を示しており、きわめて優れた耐熱性を備えている
ことが明らかである。In particular, with respect to Samples 4-6, both the results of the heating holding test and the repeated heating test showed a value significantly smaller than the oxidation loss of the existing heat-resistant cast iron, which was extremely excellent. It is clear that it has heat resistance.
【００８５】そして、かかる組成の鋳物の高温疲労強度
を評価するため、次のような試験を行なった。Then, in order to evaluate the high temperature fatigue strength of the casting having such a composition, the following test was conducted.
【００８６】すなわち、高温疲労強度は、ある形状とし
た鋳物品について、高温下にある材料の機械的性質の劣
化と、熱応力とが複合して作用した場合の関係である。That is, the high temperature fatigue strength is a relationship in the case where the deterioration of the mechanical properties of the material under high temperature and the thermal stress act in combination on the cast article having a certain shape.
【００８７】したがって、この高温疲労強度試験は、前
記第２の実験として行なった繰り返し加熱試験と同様
に、前記成分組成の各試料を用いて概ね容器状の所定形
状のターボチャージャ用ケーシング部品を鋳造し、これ
をそのままテストピースとして用い、これを前記繰り返
し加熱試験と同一条件で繰り返し加熱することにより、
その形状において熱応力の集中する部位での損傷が生じ
るまでの加熱回数を以て高温疲労強度とした。Therefore, in this high temperature fatigue strength test, similar to the repeated heating test conducted as the second experiment, a substantially container-shaped casing part for a turbocharger having a predetermined shape was cast using each sample having the above-mentioned composition. Then, using this as a test piece as it is, by repeatedly heating it under the same conditions as the repeated heating test,
The high temperature fatigue strength was defined as the number of times of heating until damage occurred in the portion where the thermal stress was concentrated in the shape.
【００８８】この結果は、図１２に実線で示すとおりで
ある。なお、図１２において○付きの数字は成分組成と
の対応を示す。The result is shown by the solid line in FIG. In addition, in FIG. 12, the number with a circle indicates the correspondence with the component composition.
【００８９】図１２から明かとなるように、本願実施例
である前記各試料と同様の成分組成からなるターボチャ
ージャ用ケーシングの高温疲労強度は、Si量に対するNb
添加量割合（以下、単にSi量比という）の5%〜30%の範
囲で、中高状となっており、この範囲での高温疲労強度
は、この範囲の両側のSi量比5%未満，あるいは30%超の
場合より高い値を示しており、Nbの添加により高温疲労
強度が改善されていることがわかる。As is apparent from FIG. 12, the high temperature fatigue strength of the turbocharger casing having the same composition as each of the samples according to the present embodiment is Nb relative to the Si content.
In the range of 5% to 30% of the addition amount ratio (hereinafter, simply referred to as Si amount ratio), the shape is medium-high, and the high temperature fatigue strength in this range is less than 5% of Si amount ratio on both sides of this range, Alternatively, it shows a higher value than the case of more than 30%, and it can be seen that the high temperature fatigue strength is improved by the addition of Nb.
【００９０】以上の各試験結果から明らかなように、本
願発明にかかる高Ni鋳鉄は、従来より優れた耐熱性と高
温疲労強度とを有しているので、工業材料としての高い
実用性を具備している。As is clear from the above test results, the high Ni cast iron according to the present invention has heat resistance and high temperature fatigue strength superior to those of the prior art, and therefore has high practicality as an industrial material. is doing.
【００９１】次に、第５の実験について説明するが、こ
の第５の実験は添加元素としてMoのみを用いた場合であ
って、前記第４の実験と同様でのものである。Next, the fifth experiment will be described. This fifth experiment is a case where only Mo is used as an additional element and is similar to the fourth experiment.
【００９２】表．５は、第５の実験に用いる試料の成分
組成を重量％で示すものである。Table. 5 shows the component composition of the sample used for the 5th experiment by weight%.
【００９３】[0093]
【表５】 なお、前記表．５において、試料５−１は第１の実験の
試料１−１と同一の比較例で、試料５−２は新たな比較
例であり、試料５−３から試料５−９は、いずれもこの
発明の実施例である。[Table 5] The above table. 5, the sample 5-1 is the same comparative example as the sample 1-1 of the first experiment, the sample 5-2 is a new comparative example, and the samples 5-3 to 5-9 are It is an example of the invention.
【００９４】本願の実施例である試料５−３〜５−９の
添加元素であるMoのSi量に対する重量割合は、試料５−
３は23.0％、試料５−４は11.5％、試料５−５は16.9
％、試料５−６は22.2％、試料５−７は29.2％、試料５
−８は25.9％、試料５−９は24.7％である。The weight ratio of the additive element Mo to the amount of Si in Samples 5-3 to 5-9, which are the examples of the present application, is as follows.
3 is 23.0%, Sample 5-4 is 11.5%, Sample 5-5 is 16.9%
%, Sample 5-6 is 22.2%, Sample 5-7 is 29.2%, Sample 5
-8 is 25.9% and sample 5-9 is 24.7%.
【００９５】これらの成分組成からなる鋳物について
も、前記第４の実験のNbの場合と同様加熱保持試験およ
び繰り返し加熱試験により、これらの各試料５−１〜５
−９について前記と同様に酸化減量を測定し、本願の実
施例である各試料５−３〜５−９のいずれもが、既存の
耐熱鋳鉄である試料５−１より小さい値を示し、良好な
耐熱性を示した。The castings made of these component compositions were also subjected to the heating holding test and the repeated heating test as in the case of Nb in the fourth experiment, and each of these samples 5-1 to 5 was tested.
For -9, the oxidation weight loss was measured in the same manner as described above, and all of the samples 5-3 to 5-9, which are the examples of the present application, exhibited a value smaller than that of the existing heat-resistant cast iron sample 5-1 and were good. It showed excellent heat resistance.
【００９６】なお、本願発明の一実施例である試料５−
３の酸化減量は0.015mg/cm2であり、比較例としての試
料５−２の酸化減量は0.026mg/cm2であった。このこと
から、Moの添加が鋳物の耐熱性を向上させていることが
わかる。Incidentally, Sample 5 which is an embodiment of the present invention
Oxidation weight loss of 3 is 0.015 mg / cm 2, the oxidation weight loss of the sample 5-2 as a comparative example was 0.026 mg / cm 2. From this, it can be seen that the addition of Mo improves the heat resistance of the casting.
【００９７】前記表．４に記載した試料４−６に成分組
成の点で対応する，試料５−８は実施例としての各試料
５−３〜５−９中で最も優れた耐熱性を示した。The above table. Sample 5-8, which corresponds to Sample 4-6 described in No. 4 in terms of component composition, showed the best heat resistance among Samples 5-3 to 5-9 as Examples.
【００９８】そして、このMoを添加した場合において
も、前記第４の実験のNbの場合と同様に、所定のターボ
チャージャ用ケーシング部品をそのままテストピースと
して用いて同様の繰り返し加熱試験により繰り返し回数
を得た。Even when Mo is added, the number of repetitions is determined by the same repeated heating test using a predetermined turbocharger casing part as it is as a test piece, as in the case of Nb of the fourth experiment. Obtained.
【００９９】この結果は、図１２に破線で示すとおりで
ある。The result is shown by the broken line in FIG.
【０１００】この結果においても、Si量比が5%〜30%の
範囲内では、前記Nbの場合と同様に中高傾向が示されて
おり、Moの添加により高温疲労強度が改善されている。Also in this result, when the Si content ratio is in the range of 5% to 30%, the tendency of medium to high is shown as in the case of Nb, and the addition of Mo improves the high temperature fatigue strength.
【０１０１】したがって、このMoを添加した本願発明に
かかる高Ni鋳鉄も、従来より優れた耐熱性と高温疲労強
度とを有しているので、工業材料としての高い実用性を
具備するものである。Therefore, the high Ni cast iron according to the present invention to which Mo is added also has heat resistance and high temperature fatigue strength superior to those of the prior art, and is therefore highly practical as an industrial material. .
【０１０２】以上説明した第４および第５の実験におい
ては、本願発明にかかる添加元素としてNb，あるいはMo
を、各実施例の組成成分中のSi量の5％〜30％の範囲内
でそれぞれ単独に添加したものである。In the fourth and fifth experiments described above, Nb or Mo was added as the additive element according to the present invention.
Is added individually within the range of 5% to 30% of the amount of Si in the composition components of each example.
【０１０３】しかし、前記NbやMoの元素の性質から考え
て、この他V,Ti,Ta を用いることも可能であり、これら
のNb，Mo，V,Ti,Ta の内の２以上の元素を併用して、そ
の添加量の総和がSi重量の5〜30％の範囲内とすること
によっても同様の効果を奏することができると考えられ
る。However, in view of the properties of the elements of Nb and Mo, V, Ti, and Ta can be used in addition to these elements, and two or more elements of these Nb, Mo, V, Ti, and Ta can be used. It is considered that the same effect can be obtained by using the above together and adjusting the total amount of addition within the range of 5 to 30% of the Si weight.
【０１０４】ところで、このように耐熱性と高温時の機
械的特性が改善された，この種の高Ni鋳鉄においても、
多量に含有されているNiが黒鉛化助長元素であり、含有
されている黒鉛が球状であると高強度を期待することが
できるが非球状であると切欠き効果によって強度が小さ
くなることが考えられる。By the way, in this kind of high Ni cast iron having improved heat resistance and mechanical properties at high temperature,
Ni contained in a large amount is a graphitization-promoting element, and high strength can be expected if the contained graphite is spherical, but it is considered that the strength becomes smaller due to the notch effect if it is non-spherical. To be
【０１０５】以下に説明する第６の実験は、このような
観点からこの種の高Ni鋳鉄において耐熱性と高温での良
好な機械的性質をより一層向上させることを目的とする
ものであり、高Ni鋳鉄の炭素当量に注目してとくに高温
時の耐衝撃値の改善を図ることを意図するものである。The sixth experiment described below aims at further improving the heat resistance and good mechanical properties at high temperature in this kind of high Ni cast iron from such a viewpoint, It is intended to improve the impact resistance especially at high temperature by paying attention to the carbon equivalent of high Ni cast iron.
【０１０６】そして、この第６の実験は、前記第１の実
験に試料１−１として用いた高Ni鋳鉄（いわゆる，公知
のD2種）の成分組成を基礎として、添加するNi量と炭素
量とを適宜調整して多種類の成分組成の試験片を鋳造し
て作成し、これらの各種の試験片を顕微鏡で観察した。The sixth experiment is based on the composition of the high Ni cast iron (so-called known D2 type) used as the sample 1-1 in the first experiment, and the amount of Ni and carbon added. Were prepared appropriately by casting test pieces of various kinds of component compositions, and these various test pieces were observed with a microscope.
【０１０７】これらの試験片の観察の結果、各成分組成
中の炭素当量が限界値を越えると、試験片の表面に浮遊
黒鉛が生じ、黒鉛が非球状となることがあきらかとなっ
た。As a result of observing these test pieces, it became clear that when the carbon equivalent in each component composition exceeded the limit value, floating graphite was generated on the surface of the test piece and the graphite became non-spherical.
【０１０８】なお、この限界値としては、例えば、Ni量
が20％の場合には炭素当量が3.67であり、Ni量が0％の
場合には4.14である。The limit value is, for example, 3.67 when the Ni content is 20% and 4.14 when the Ni content is 0%.
【０１０９】これらの観察結果を添加されたNi量により
整理し、炭素当量の限界線を示すと図１３のようであ
り、この限界線以下（図中、斜線部以下）の炭素当量で
あれば添加された炭素は金属組織中で球状黒鉛となって
おり、良好な機械的性質を期待することができる。The observation results are arranged according to the amount of added Ni, and the limit line of the carbon equivalent is shown in FIG. 13. If the carbon equivalent is below this limit line (below the shaded portion in the figure), The added carbon is spherical graphite in the metal structure, and good mechanical properties can be expected.
【０１１０】そこで、添加されるNi量を20％に固定し、
前記結論を踏まえて添加するSi量とC量とを炭素当量が
3.67となるように変動させた各種の成分組成を定めた。Therefore, the amount of Ni added is fixed at 20%,
Based on the above conclusion, the carbon equivalent is the amount of Si and C added.
The composition of various components was changed so as to be 3.67.
【０１１１】なお、この炭素当量（C.E.）は、C.E.=C+S
i/3 により計算することができ、Cは炭素量，SiはSi量
である。また、これらの各成分組成には、Nb，Mo，V，T
a，Ti等をSi量の5〜30％の割合で添加したものである。The carbon equivalent (CE) is CE = C + S
It can be calculated by i / 3, where C is the carbon content and Si is the Si content. Moreover, Nb, Mo, V, T
a, Ti, etc. were added at a ratio of 5 to 30% of the amount of Si.
【０１１２】そして、このような各成分組成の高Ni鋳鉄
材料を用いて、前記第１の実験の場合と同様に各テスト
ピースを作成して繰り返し加熱試験を行い各テストピー
ス毎の酸化減量を同様に測定した。Then, using the high Ni cast iron materials having the respective component compositions as described above, each test piece was prepared in the same manner as in the case of the first experiment, and the repeated heating test was performed to reduce the oxidation loss of each test piece. It measured similarly.
【０１１３】この繰り返し加熱試験の結果は、図１４に
示すとおりである。すなわち、全体としては添加された
Si量の増加にともなって酸化減量が小さくなっている
が、添加されるSi量が3％前後となる部分で酸化減量の
低減傾向は一旦なだらかとなり、その後Si量が6％近傍
の部分でさらに一段酸化減量が低減するようになってい
ることがわかる。The results of this repeated heating test are shown in FIG. That is, added as a whole
Oxidation weight loss decreases with the increase of Si content, but the decreasing tendency of oxidation weight loss becomes gentle once the added Si content is around 3%, and then the reduction becomes even more at the Si content near 6%. It can be seen that the one-step oxidation weight loss is reduced.
【０１１４】従来から公知とされていた高Ni鋳鉄のSi量
は3％未満であり、他方本願発明の高Ni鋳鉄のSi量は3〜
10％であるから、図２に示した酸化減量の曲線に当ては
めた場合、本願発明にかかる高Ni鋳鉄の耐熱性が優れて
いることがあきらかである。[0114] The Si content of the high Ni cast iron, which has been conventionally known, is less than 3%, while the Si content of the high Ni cast iron of the present invention is 3 to.
Since it is 10%, it is clear that the high Ni cast iron according to the present invention has excellent heat resistance when applied to the curve of the weight loss on oxidation shown in FIG.
【０１１５】さらに、本願の請求項２にかかる高Ni鋳鉄
は、Si量が6〜10％であるから前記よりさらに一段と酸
化減量が小さく、従来公知の高Ni鋳鉄と較べてきわめて
優れた耐熱性を有することがわかる。Furthermore, since the high Ni cast iron according to claim 2 of the present application has a Si content of 6 to 10%, the oxidation loss is much smaller than the above, and is extremely superior in heat resistance as compared with the conventionally known high Ni cast iron. It turns out that
【０１１６】このような第６の実験で良好な耐熱性が確
認されたテストピースの中から、表．６に示す成分組成
のテストピースを選択して、第７の実験として衝撃値を
測定した。From the test pieces confirmed to have good heat resistance in the sixth experiment, as shown in Table. A test piece having the composition shown in 6 was selected, and the impact value was measured as the seventh experiment.
【０１１７】[0117]
【表６】 なお、前記表．６において、試料６−１は第１の実験の
試料１−１と概ね同一の比較例であり、試料６−２から
試料６−４はいずれもこの発明の実施例で、試料６−
２，６−３はMoが添加されているが、試料６−４にはMo
は添加されていない。[Table 6] The above table. 6, the sample 6-1 is a comparative example which is substantially the same as the sample 1-1 of the first experiment, and the samples 6-2 to 6-4 are all examples of the present invention.
Mo is added to Nos. 2 and 6-3, but Mo is added to Sample 6-4.
Is not added.
【０１１８】これらの各試料についての温度をパラメー
タとした衝撃値測定の結果は、図１５に示すとおりであ
り、図において数字は前記成分組成との対応を示す。The results of impact value measurement using temperature as a parameter for each of these samples are as shown in FIG. 15, and the numbers in the figure show the correspondence with the above-mentioned component compositions.
【０１１９】比較例である，試料６−１は、概ね全体の
温度領域に渡って高い衝撃値を示しているが、900℃近
傍において衝撃値が急激に低下している。また、この試
料６−１は前記のように酸化減量がきわめて大きいもの
である。The sample 6-1 which is a comparative example shows a high impact value over almost the entire temperature range, but the impact value sharply decreases in the vicinity of 900 ° C. Further, this sample 6-1 has an extremely large oxidation loss as described above.
【０１２０】試料６−２および試料６−３は、低温の0
〜500℃までは衝撃値は比較的小さいが600℃を越す高温
領域においては良好な衝撃値となっており、前記のよう
に酸化減量も小さく優れた耐熱性を具備するものであ
る。したがって、これらの成分組成の高Ni鋳鉄は高温に
おいて良好な機械的性質と耐熱性の両立した材料であ
る。Sample 6-2 and sample 6-3 are 0 ° C at low temperature.
The impact value is relatively small up to 500 ° C, but the impact value is good in the high temperature region over 600 ° C, and as described above, the oxidation loss is small and excellent heat resistance is provided. Therefore, the high Ni cast iron having these component compositions is a material having both good mechanical properties and heat resistance at high temperatures.
【０１２１】試料６−４は、前記試料６−２および６−
３と較べて500℃以下の温度領域で優れた衝撃値となっ
ており、逆に600℃を越える温度領域においては衝撃値
が劣っている。しかし、この試料６−４は900℃近傍の
温度領域においても前記試料６−１のように衝撃値が急
激に低下する現象が無く、さらに酸化減量も小さいので
従来より優れた高Ni鋳鉄である。Sample 6-4 is the same as Samples 6-2 and 6-
Compared with 3, the impact value is excellent in the temperature range of 500 ° C or lower, and conversely, the impact value is inferior in the temperature range of 600 ° C or higher. However, this sample 6-4 is a high Ni cast iron superior to the conventional one because it does not have the phenomenon that the impact value sharply decreases even in the temperature range near 900 ° C. as in the case of the sample 6-1 and the oxidation loss is small. .
【０１２２】[0122]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明の耐熱鋳鉄は、確認試験の結果からあきらかなよう
に、従来の高Ni鋳鉄より酸化減量が小さく耐熱性が向上
しており、添加元素としてSiが用いられるのでコストも
安価である。As described above, the heat-resistant cast iron of the invention according to claim 1 has a smaller oxidation loss and improved heat resistance than the conventional high Ni cast iron, as is clear from the results of the confirmation test. Since Si is used as an additional element, the cost is low.
【図１】第１の実験による，加熱保持試験の結果を示す
グラフである。FIG. 1 is a graph showing the results of a heating and holding test according to a first experiment.
【図２】第１の実験による，繰り返し加熱試験の結果を
示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the results of a repeated heating test according to the first experiment.
【図３】試料１−２の酸化部分の断面略図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of an oxidized portion of Sample 1-2.
【図４】比較例である，試料１−１の酸化部分の断面略
図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an oxidized portion of Sample 1-1, which is a comparative example.
【図５】試料１−２のEPMAによる成分分析結果のチャー
トである。FIG. 5 is a chart of the component analysis results of Sample 1-2 by EPMA.
【図６】試料１−３のEPMAによる成分分析結果のチャー
トである。FIG. 6 is a chart showing the results of component analysis of Samples 1-3 by EPMA.
【図７】試料１−４のEPMAによる成分分析結果のチャー
トである。FIG. 7 is a chart showing the results of component analysis of Samples 1-4 by EPMA.
【図８】第２の実験による，繰り返し加熱試験の結果を
示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the results of repeated heating tests according to a second experiment.
【図９】第３の実験による，繰り返し加熱試験の結果を
示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the results of repeated heating tests according to a third experiment.
【図１０】第４の実験による，加熱保持試験の結果を示
すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the result of a heating and holding test according to a fourth experiment.
【図１１】第４の実験による，繰り返し加熱試験の結果
を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the results of repeated heating tests according to a fourth experiment.
【図１２】第４および第５の実験による，高温疲労強度
を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing high temperature fatigue strength according to fourth and fifth experiments.
【図１３】第６の実験による，炭素当量の限界値を示す
グラフである。FIG. 13 is a graph showing the limit value of carbon equivalent according to the sixth experiment.
【図１４】第６の実験による，繰り返し加熱試験の結果
を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the results of repeated heating tests according to a sixth experiment.
【図１５】第６の実験による，温度をパラメータとした
衝撃値のグラフである。FIG. 15 is a graph of impact value with temperature as a parameter according to a sixth experiment.
Ｓ 酸化領域 Ｍ 未酸化領域 S oxidized region M unoxidized region
Claims (5)
%の範囲内のSiとを含み、残部を実質的にFeとしたこと
を特徴とする耐熱鋳鉄。1. Ni in the range of 13.0 to 40.0% and 3.0 to 10.0
% Heat-resistant cast iron characterized by containing Si in the range of%, and the balance being substantially Fe.
%の範囲内のSiとを含み、残部を実質的にFeとしたこと
を特徴とする耐熱鋳鉄。2. Ni within the range of 13.0 to 40.0% and 6.0 to 10.0
% Heat-resistant cast iron characterized by containing Si in the range of%, and the balance being substantially Fe.
の範囲内のSiとを含み、残部を実質的にFeとしたことを
特徴とする耐熱鋳鉄。3. Ni within the range of 13.0 to 40.0% and 3.5 to 7.0%
A heat-resistant cast iron, characterized in that it contains Si in the range and the balance is substantially Fe.
おいて、その炭素当量を4.14以下としたことを特徴とす
る耐熱鋳鉄。4. The heat-resistant cast iron according to claim 1, 2, or 3, wherein its carbon equivalent is 4.14 or less.
熱鋳鉄において、Nb，Mo，V,Ti，Ta中の１または２以上
の元素を、添加されたSi重量の5〜30%の割合で添加した
ことを特徴とする耐熱鋳鉄。5. The heat-resistant cast iron according to claim 1, wherein one or more elements in Nb, Mo, V, Ti, and Ta are added in an amount of 5 to 30% of the weight of Si added. Heat-resistant cast iron characterized by being added in proportions.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4279790A JPH06128682A (en) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Heat resistant cast iron |
| JP5122293A JPH06128684A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Heat resistant spheroidal graphite cast iron |
| JP5122294A JPH06128685A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Heat resistant cast iron |
| JP5122292A JPH06128683A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Material made of heat resistant alloy |
| JP5122291A JPH06128626A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Production of composite material made of alloy |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4279790A JPH06128682A (en) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Heat resistant cast iron |
| JP5122291A JPH06128626A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Production of composite material made of alloy |
Related Child Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5122293A Division JPH06128684A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Heat resistant spheroidal graphite cast iron |
| JP5122292A Division JPH06128683A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Material made of heat resistant alloy |
| JP5122294A Division JPH06128685A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Heat resistant cast iron |
| JP5122291A Division JPH06128626A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Production of composite material made of alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128682A true JPH06128682A (en) | 1994-05-10 |
Family
ID=26459437
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4279790A Pending JPH06128682A (en) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Heat resistant cast iron |
| JP5122291A Pending JPH06128626A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Production of composite material made of alloy |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5122291A Pending JPH06128626A (en) | 1992-10-19 | 1993-05-25 | Production of composite material made of alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPH06128682A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007106670A (en) * | 1999-09-20 | 2007-04-26 | Owens Brockway Glass Container Inc | Liquid cooling of glassware forming mold |
| CN102127674A (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | 霍尼韦尔国际公司 | Austenitic ductile cast iron |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP4279790A patent/JPH06128682A/en active Pending
-
1993
- 1993-05-25 JP JP5122291A patent/JPH06128626A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007106670A (en) * | 1999-09-20 | 2007-04-26 | Owens Brockway Glass Container Inc | Liquid cooling of glassware forming mold |
| JP4536055B2 (en) * | 1999-09-20 | 2010-09-01 | オウェンス ブロックウェイ グラス コンテナー インコーポレイテッド | Liquid cooling of glass product molds |
| CN102127674A (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | 霍尼韦尔国际公司 | Austenitic ductile cast iron |
| CN104611622A (en) * | 2010-01-14 | 2015-05-13 | 霍尼韦尔国际公司 | Austenitic ductile cast iron alloy composition and articles prepared using alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06128626A (en) | 1994-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2546378A1 (en) | Highly oxidation-resistant ferrite stainless steel plate, highly heat-resistant ferrite stainless steel plate, and manufacturing method therefor | |
| JPH0319295B2 (en) | ||
| WO2006121826A2 (en) | Cast iron with improved high temperature properties | |
| JPWO2002063056A1 (en) | Steel and air preheater with excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance | |
| JP3752563B2 (en) | Heat resistant spheroidal graphite cast iron | |
| JP2514367B2 (en) | Automotive engine manifold steel | |
| JPH06264169A (en) | High-temperature resisting and corrosion resisting ni-cr alloy | |
| US4033767A (en) | Ductile corrosion resistant alloy | |
| JPH06128682A (en) | Heat resistant cast iron | |
| JP5239089B2 (en) | Steel with excellent corrosion resistance against sulfuric acid and method for producing the same | |
| JP2543417B2 (en) | Valve steel | |
| EP0480461B1 (en) | Aluminum-containing ferritic stainless steel having excellent high temperature oxidation resistance and toughness | |
| EP0440220B1 (en) | Automotive engine parts composed of heat resistant ferritic cast steel having excellent thermal fatigue resistance | |
| JP3744084B2 (en) | Heat-resistant alloy with excellent cold workability and overaging characteristics | |
| JPH08239737A (en) | Heat resistant austentic stainlss steel excellent in hot workability and sigma-embrittlement resistance | |
| JP6670779B2 (en) | Spheroidal graphite cast iron and exhaust system parts | |
| JP2611871B2 (en) | Heat resistant alloy for valves | |
| JPH08176752A (en) | Martensitic heat resistant steel excellent in cold forgeability | |
| JP4245720B2 (en) | High Mn austenitic stainless steel with improved high temperature oxidation characteristics | |
| JP3744083B2 (en) | Heat-resistant alloy with excellent cold workability | |
| US5753179A (en) | Steels for exhaust valves having improved fatigue strength at high temperature, corrosion resistance at room and higher temperatures and oxidation resistance | |
| JPH036354A (en) | Damping alloy having high hardness and high damping capacity and its manufacture | |
| JPH06271993A (en) | Austenitic stainless steel excellent in oxidation resistance | |
| JPH04224657A (en) | Ferritic stainless steel excellent in strength at high temperature and toughness in weld heat-affected zone | |
| JP3840762B2 (en) | Heat resistant steel with excellent cold workability |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091218 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |