JPH06228712A

JPH06228712A - 高温強度および被削性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼およびそれからなる排気系部品

Info

Publication number: JPH06228712A
Application number: JP1622493A
Authority: JP
Inventors: Norio Takahashi; 紀雄高橋; Toshio Fujita; 利夫藤田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1993-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1994-08-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】１０００℃という高温度での強度に優れさら
に被削性に優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼およびそれ
からなるエキゾーストマニホールドやタービンハウジン
グ等の自動車の排気系部品を得る。【構成】オーステナイト系耐熱鋳鋼は、重量比率で、
Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：
１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０
％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｂ：０．
００１〜０．０１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物，
あるいはそれらにＭｏ：０．２〜１．０％，Ｓ：０．０
２〜０．３％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍ
ｇ，Ｃａの１種または２種以上：０．００１〜０．１％
からなる組成を有する。このオーステナイト系耐熱鋳鋼
は、自動車の排気系部品に使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車エンジンの排気
系部品等に適する耐熱鋳鋼に関し、高温度での強度が優
れかつ被削性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼および
それからなる排気系部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の耐熱鋳鉄、耐熱鋳鋼としては、例
えば表１に比較材として示すような組成のものがある。
自動車のエキゾーストマニホールドやタービンハウジン
グ等の排気系部品等においては、使用条件が高温過酷と
なることから、高Ｓｉ球状黒鉛鋳鉄、フェライト系耐熱
鋳鋼や表１に示すようなニレジスト鋳鉄（Ｎｉ−Ｃｒ−
Ｃｕ系オーステナイト鋳鉄）等の耐熱鋳鉄などが採用さ
れていた。

【０００３】オーステナイト系耐熱鋳鋼として、特開昭
６１−８７８５２号公報には、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｂ，ＷおよびＦｅからなる
組成を特定し、クリープ強度と耐力を向上する開示があ
る。また、特開昭６１ー１７７３５２号公報には、Ｃ，
Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｂ，Ｎｂおよび
Ｆｅからなる組成を限定し、酸素含有量および清浄度を
特定して、高温特性とともに室温特性をに改善する開示
がある。更に、特公昭５７ー８１８３号公報には、Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｃｒオーステナイト系耐熱鋳鋼の炭素量を増加
させるとともに、Ｎｂ，Ｃｏを添加して、高温耐酸化性
を低下させずに、高温強度を向上する開示がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来の耐熱鋳
鉄、耐熱鋳鋼のうち、高Ｓｉ球状黒鉛鋳鉄は、室温強度
は比較的良好であるが、高温強度、耐酸化性が劣る。ま
たフェライト系耐熱鋳鋼は９００℃以上の降温強度が絶
対的に劣るという問題がある。さらに、ニレジスト鋳鉄
は、９００℃までは高温強度は比較的良好であるが、そ
れ以上の温度では耐久性が劣る。また、このニレジスト
鋳鉄は、Ｎｉ含有量が多く高価であるという問題点があ
る。

【０００５】また、上記特開昭６１ー８７８５２号公報
のものは、Ｃ量が０．１５重量％以下と低いことによ
り、９００℃以上での高温強度が不足し、またＴｉを
０．００２〜０．５重量％含有するため、大気溶解では
有害な非金属介在物の生成を招く恐れがある。

【０００６】また、上記特開昭６１ー１７７３５２号公
報のものは、Ｎｉを多量に含有するため、高温でイオウ
（Ｓ）雰囲気が存在すると、損傷を受ける恐れがある。

【０００７】また、特公昭５７ー８１８３号公報のもの
は、高炭素（Ｃ）のため、高温で長時間の使用中に脆化
する恐れがある。

【０００８】従って、本発明は、上記従来の耐熱鋳鉄、
耐熱鋳鋼の問題点を解決し、より高温強度に優れ、さら
に被削性に優れ、かつ安価に製造可能な耐熱鋳鋼を提供
することを目的とする。

【０００９】本発明のもう一つの目的は、かかる耐熱鋳
鋼からなる排気系部品を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ基オーステナ
イト系耐熱鋳鋼に、Ｎｂ，Ｗ，ＢあるいはそれらにＭｏ
を添加することにより高温強度を向上することができる
ことを見い出し、さらにＳ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｃａを添加
することにより、被削性、室温延性を向上することがで
きることを見いだし本発明に想到した。

【００１１】すなわち、本第１の発明の高温強度および
被削性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼は、重量比率
で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。

【００１２】本第１の発明の望ましい範囲は、重量比率
で、Ｃ：０．２〜０．５％，Ｎｉ：８〜１５％，Ｃｒ：１７〜２５％，Ｎｂ：０．２〜０．７％，Ｗ：２〜５％，Ｂ：０．００１〜０．００８％，Ｓ：０．０２〜０．２５％である。

【００１３】次に、本第２の発明の高温強度および被削
性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼は、重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。

【００１４】本第２の発明の望ましい範囲は、重量比率
で、Ｃ：０．２〜０．５％，Ｎｉ：８〜１５％，Ｃｒ：１７〜２５％，Ｎｂ：０．２〜０．７％，Ｗ：２〜５％，Ｂ：０．００１〜０．００８％，ＲＥＭ：０．０１〜０．１％である。

【００１５】次に、本第３の発明の高温強度および被削
性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼は、重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。

【００１６】本第３の発明の望ましい範囲は、重量比率
で、Ｃ：０．２〜０．５％，Ｎｉ：８〜１５％，Ｃｒ：１７〜２５％，Ｎｂ：０．２〜０．７％，Ｗ：２〜５％，Ｍｏ：０．３〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．００８％，Ｓ：０．０３〜０．２５％である。

【００１７】次に、本第４の発明の高温強度および被削
性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼は、重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。

【００１８】本第４の発明の望ましい範囲は、重量比率
で、Ｃ：０．２〜０．５％，Ｎｉ：８〜１５％，Ｃｒ：１７〜２５％，Ｎｂ：０．２〜０．７％，Ｗ：２〜５％，Ｍｏ：０．３〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．００８％，ＲＥＭ：０．０１〜０．１％である。

【００１９】次に、本第５の発明の高温強度および被削
性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼は、重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。

【００２０】本第５の発明の望ましい範囲は、重量比率
で、Ｃ：０．２〜０．５％，Ｎｉ：８〜１５％，Ｃｒ：１７〜２５％，Ｎｂ：０．２〜０．７％，Ｗ：２〜５％，Ｂ：０．００１〜０．００８％，Ｓ：０．０３〜０．２５％ＲＥＭ：０．０１〜０．１％である。

【００２１】次に、本第６の発明の高温強度および被削
性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼は、重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。

【００２２】本第６の発明の望ましい範囲は、重量比率
で、Ｃ：０．２〜０．５％，Ｎｉ：８〜１５％，Ｃｒ：１７〜２５％，Ｎｂ：０．２〜０．７％，Ｗ：２〜５％，Ｍｏ：０．３〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．００８％，Ｓ：０．０３〜０．２５％ＲＥＭ：０．０１〜０．１％である。

【００２３】

【作用】以下、本発明の高温強度および被削性の優れた
オーステナイト系耐熱鋳鋼の各合金元素の組成範囲の限
定理由について詳細に説明する。

【００２４】（１）Ｃ（炭素）：０．２〜０．６％Ｃは、溶湯の流動性すなわち鋳造性を良くする作用があ
り、また一部基地に固溶して、固溶強化する作用があ
る。さらに、一次炭化物を形成し、高温強度を高めるの
に必要である。このような作用を有効に発揮するために
は、Ｃは少なくとも０．２％以上を必要である。

【００２５】一方、Ｃの含有量が０．６％を越えると二
次炭化物が過剰に析出し、靭性を著しく劣化する。この
ため、Ｃは０．２〜０．６％とする。望ましくは０．２
〜０．５％である。

【００２６】（２）Ｓｉ（ケイ素）：１．５％未満Ｓｉは、溶湯の脱酸剤としての役割を有するほか、耐酸
化性の改善に有効な元素である。しかし、過剰に加える
とオーステナイト組織が不安定になり、高温強度の劣化
を招くので、Ｓｉの含有量は１．５％未満とする。

【００２７】（３）Ｍｎ（マンガン）：１．０％以下Ｍｎは、Ｓｉと同様に溶湯の脱酸剤として有効である
が、あまり多く加えると耐酸化性が劣化するので、１．
０％以下とする。

【００２８】（４）Ｎｉ（ニッケル）：８〜２０％Ｎｉは、Ｃｒとともに本発明の耐熱鋳鋼をオーステナイ
ト組織とし、その組織を安定にして高温強度を高めるの
に有効な元素である。特に、９００℃以上の高温域にお
いて良好な高温強度を有するためには、８％以上の添加
が必要である。Ｎｉの増加とともに上記特性は向上する
が、２０％を越えても効果は飽和し、経済的にも不利で
ある。そのためＮｉ含有量は８〜２０％とする。望まし
くは８〜１５％である。

【００２９】（５）Ｃｒ（クロム）：１５〜３０％Ｃｒは、上記Ｎｉと共存し、鋳鋼組織をオーステナイト
化して、高温強度や耐酸化性を高めるほか、炭化物を形
成し高温強度を高めるのに有効な元素である。特に、９
００℃以上の高温域でこれらの効果を有効なものにする
ためには、１５％以上の添加が必要である。しかし、添
加量が３０％を越えると、過剰に二次炭化物が析出する
こと、更にはσ相などの脆い析出物などが析出し、脆化
が著しくなる。そのためＣｒ含有量を１５〜３０％とす
る。望ましくは１７〜２５％である。

【００３０】（６）Ｗ（タングステン）：２〜６％Ｗは高温強度を改善する。この効果を得るためには２％
以上の添加が必要である。しかし、多量に添加すると耐
酸化性が劣化するので６％が上限である。そのためＷの
含有量は２〜６％とする。望ましくは２〜５％である。（７）Ｍｏ（モリブデン）：０．２〜１．０％Ｍｏは、Ｗと同様の作用を有する元素である。しかし、
Ｍｏの単独添加は、Ｗよりも効果が少ない。Ｗの一部を
置換し複合効果させるため、Ｍｏの含有量は０．２〜
１．０％である。望ましくは０．３〜１．０％である。

【００３１】（８）Ｎｂ（ニオブ）：０．２〜１．０％Ｎｂは、Ｃと結合して微細な炭化物を形成し、高温強度
を改善する。また、Ｃｒ炭化物の生成を抑制することに
よって耐酸化性を向上させる。これらの効果を有効に発
揮させるためには、０．２％以上の添加が必要である。
しかし、多量の添加は靭性を劣化させるので上限を１．
０％とする。そのためＮｂの含有量は、０．２〜１．０
％とする。望ましくは０．２〜０．７％である。

【００３２】（９）Ｂ（ボロン）：０．００１〜０．０
１％Ｂは、鋳鋼の結晶粒界を強化するほか、粒界炭化物を微
細にするとともに、その凝集粗大化を遅らせ高温強度と
靭性を改善する。この結果を得るためには、０．００１
％以上の添加が望ましい。一方、Ｂの多量の添加は硼化
物を析出させ、高温強度を劣化させるので、０．０１％
を上限とする。そのためＢの含有量は０．００１〜０．
０１％とする。望ましくは０．００１〜０．００８％で
ある。

【００３３】（１０）Ｓ（硫黄）：０．０２〜０．３％Ｓは、鋳鋼においては球状化もしくは塊状の硫化物を生
成し機械加工のおいて切粉の分断を促進するため被削性
が向上する。この効果を得るためには０．０２％以上の
添加が必要である。しかし、多量に添加すると粒界に硫
化物が多量に析出し、高温強度を劣化させるので０．３
％を上限とする。そのためＳの含有量は０．０２〜０．
３％とする。望ましくは０．０３〜０．２５％である。

【００３４】（１１）ＲＥＭ（レアアースメタル）［Ｃ
ｅ（セリウム），Ｌａ（ランタン），Ｎｂ（ネオジウ
ム），Ｐｒ（プルトニウム）］，Ｍｇ（マグネシウ
ム），Ｃａ（カルシウム）：１種または２種以
上を０．００１〜０．１％ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｃａは非金属介在物を形成して基地中に
分散し機械加工において切粉の分断を促進し被削性を向
上する。かたその形態が球状もしくは塊状にし室温延性
を向上させる。その効果を得るためには０．００１％以
上の添加が必要である。しかし、多量に添加すると非金
属介在物の総量が増え、かえって延性が低下するので
０．１％を上限とする。そのためこれらの含有量は０．
００１％〜０．１％とする。望ましくは０．０１〜０．
１％である。

【００３５】このような本発明の高温強度および被削性
の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼は、特に自動車の排
気系部品として、エンジンに取り付けられるエキゾース
トマニホールドやタービンハウジングとして薄肉に鋳造
して用い、加熱冷却のサイクルを受けても変形が僅かで
あり、優れた耐久性を有する。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００３７】実施例１〜１０、比較例１１〜１３表１に示す種類の組成の耐熱材料について、ＪＩＳ規格
Ｙ形Ｂ号供試材を作製した。なお、鋳造にあたっては、
１００ｋｇ用高周波炉を用いて大気溶解し、直ちに１５
５０℃以上で出湯して１５００℃以上で注湯した。

【００３８】本発明材（実施例１〜１０）のオーステナ
イト系耐熱鋳鋼については、鋳造時の湯流れが良く、鋳
造欠陥の発生が見られなかった。次に、鋳造した本発明
材（（実施例１〜１０）、および比較例１１〜１３の供
試材（Ｙブロック）を加熱中にて８００℃で２時間保持
後空冷する熱処理を行った。

【００３９】なお、表１において、比較材（比較例１１
〜１３）は自動車のターボチャージャー用ハウジングや
エキゾーストマニホールド等の耐熱部品に使用されてい
るもので、比較例１１および１２の供試材は、それぞれ
ニレジスト鋳鉄Ｄ２およびＤ５Ｓである。

【００４０】また、比較例１３は汎用オーステナイト系
耐熱鋳鋼で，ＪＩＳ規格ＳＣＨ−１２である。

【００４１】

【表１】化学成分（重量％）実施例 C Si Mn Ni Cr Mo No.1 0.21 1.11 0.48 8.6 15.50 - 2 0.31 0.78 0.52 10.11 19.50 - 3 0.55 0.88 0.46 19.50 28.60 - 4 0.42 0.58 0.62 12.50 21.30 - 5 0.45 1.02 0.53 10.45 20.03 - 6 0.25 1.05 0.38 9.50 16.10 0.25 7 0.35 0.95 0.46 10.15 20.13 0.95 8 0.41 0.98 0.53 10.46 21.05 0.52 9 0.58 1.45 0.62 18.95 29.05 0.52 10 0.40 1.13 0.52 10.08 20.05 0.55 比較例 C Si Mn Ni Cr Mo 11 2.77 2.12 0.88 21.10 2.44 - 12 1.89 5.32 0.41 34.50 2.35 - 13 0.21 1.24 0.50 9.10 18.80 -

【００４２】（表１続き）化学成分（重量％）実施例 W Nb B S REM Mg Ca No.1 2.12 0.31 0.0015 0.035 - - - 2 3.05 0.45 0.0040 0.008 0.08 - - 3 5.82 0.94 0.0082 0.25 - 0.005 - 4 3.43 0.46 0.0035 0.05 - - 0.005 5 3.12 0.49 0.0038 0.11 0.06 0.005 0.005 6 2 85 0.36 0.0021 0.06 - - - 7 1.52 0.49 0.0034 0.003 0.08 - - 8 2.02 0.53 0.0085 0.10 - 0.005 - 9 2.11 0.88 0.0041 0.22 - - 0.005 10 2.18 0.48 0.0031 0.11 0.06 0.005 0.005 比較例 11 - - - - - 0.05 - 12 - - - - - 0.07 - 13 - - - - - - -

【００４３】次に、各供試材を用いて、以下に述べる各
種の評価試験を行った。（１）室温引張試験標点間距離が５０ｍｍ、標点の直径が１４ｍｍの丸棒試
験片（ＪＩＳ４号試験片）を用いて行った。

【００４４】（２）高温引張試験標点間距離が５０ｍｍ、標点の直径が１０ｍｍのつばつ
き試験片を用いて、１０００℃で行った。

【００４５】（３）熱疲労試験標点間距離が２０ｍｍ，標点間の直径が１０ｍｍの丸棒
試験片を用いて、加熱冷却に伴う伸び縮みを機械的に完
全に拘束した状態で、下記の条件で加熱冷却サイクルを
繰り返し、熱疲労破壊を起こさせた。下限温度：１５０℃ 上限温度：１０００℃ 各１サイククル：７分なお、試験機として、電気−油圧サーボ方式の熱疲労試
験機を用いた。

【００４６】（４）酸化試験直径１０ｍｍ，長さ２０ｍｍの丸棒試験片を作製し、１
０００℃において２００時間大気中に保持し、取り出し
後にショットブラスト処理を施して酸化スケールを除去
し、酸化試験前後の単位面積あたりの重量変化（酸化減
量：ｍｇ／ｍｍ² ）を求めることにより、耐酸化性を評
価した。

【００４７】（５）被削性試験被削性試験は、この種の材料でもっとも被削性が問題と
なるドリル試験にて調査した。表２に示すような条件で
試験を行い、１０回穴明けを行った後、ドリルの逃げ面
摩耗幅を測定し、さらに１穴当りの摩耗幅を比較した。

【００４８】

【表２】切削条件工作機械：マシンニングセンタ（５．５ｋＷ）ドリル：ソリッド超硬ドリル（φ６．８）切削速度：４０ｍ／ｍｉｎ送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、ステップフィード穴深さ：２０ｍｍ突出長さ：４２ｍｍ切削油：油性

【００４９】以上の室温引張試験結果を表３に、高温引
張試験結果を表４に、熱疲労試験結果および酸化試験結
果を表５に示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】

【表４】高温引張試験（１０００℃）結果 0.2%耐力引張強さ伸び (MPa) (MPa) (%) 実施例 No.1 40 69 52 2 48 82 28 3 70 110 32 4 60 95 48 5 54 90 60 6 50 86 36 7 56 95 30 8 62 93 24 9 72 115 45 10 65 105 38 比較例 No.11 30 41 33 12 33 44 29 13 35 55 49

【００５２】

【表５】熱疲労試験結果および酸化試験結果熱疲労寿命酸化減量（サイクル）（mg/mm²）実施例 No.1 92 50 2 105 40 3 155 18 4 208 38 5 240 35 6 175 45 7 195 30 8 168 25 9 215 16 10 200 28 比較例 No.11 56 765 12 85 55 13 80 85

【００５３】

【表６】

【００５４】表２、表３および表４から明らかなよう
に、本発明による実施例１〜１０は、従来材である比較
例１１〜１２のニレジスト鋳鉄Ｄ２およびＤ５Ｓと比較
して、特に高温強度が著しく改善され、室温性質が同等
以上であることがわかる。更に、比較例１３のＳＣＨ１
２と比較して、１０００℃の高温強度が改善されている
ことがわかる。また、表５に示す通り、本発明材（実施
例１〜１０）は通常のオーステナイト系耐熱鋳鋼ＳＣＨ
１２と比較してドリルの摩耗量が少なく、機械加工性に
も優れていることがわかる。

【００５５】次に、実施例５、１５のオーステナイト系
耐熱鋳鋼を用いて、自動車用排気系部品のエキゾースト
マニホールド（肉厚：２．５〜３．４ｍｍ）およびター
ビンハウジング（肉厚：２．７〜４．１ｍｍ）を鋳造し
た。得られた耐熱鋳鋼部品はいずれも健全なものであっ
た。

【００５６】更に、これらの鋳鋼部品に機械加工を施し
て、切削性の評価を行ったが、いずれのものにも何等問
題は生じなかった。

【００５７】次に、エキゾーストマニホールドとタービ
ンハウジングを組み付けた直列４気筒で排気量２０００
ｃｃの高性能ガソリンエンジン相当の排気ガスを発する
排気シミュレータにより、耐久試験を実施した。試験条
件として、６０００回転相当での全負荷運転（連続１４
分）−アイドリング（１分）−完全停止（１４分）−ア
イドリング（１分）を１サイクルとする熱冷（ＧＯ−Ｓ
ＴＯＰ）サイクルを、５００サイクルまで実施した。全
負荷時の排気ガス温度は、タービンハウジングの入口温
度で、１０５０℃であった。この条件下でのエキゾース
トマニホールドの表面温度は、エキゾーストマニホール
ドの集合部で、約９８０℃、タービンハウジングの表面
温度は、ウエストゲート部で約１０２０℃であった。評
価試験の結果、熱変形によるガスの漏洩や熱亀裂は生じ
ず、優れた耐久性および信頼性を有することが確認され
た。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明のオーステナ
イト系耐熱鋳鋼は、特に９００℃を越える高温領域にお
いて強度に優れ、しかも室温延性を損なわず、かつ鋳造
性、加工性に優れているので、安価に製造することがで
る。このような本発明のオーステナイト系耐熱鋳鋼は、
エキゾーストマニホールドやタービンハウジング等の自
動車用排気系部品に好適である。本発明のオーステナイ
ト系耐熱鋳鋼からなる排気系部品は、高温強度に優れ、
極めて優れた耐久性を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする高温強度および被削性の優れ
たオーステナイト系耐熱鋳鋼。
【請求項２】重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする高温強度および被削性の優れ
たオーステナイト系耐熱鋳鋼。
【請求項３】重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする高温強度および被削性の優れ
たオーステナイト系耐熱鋳鋼。
【請求項４】重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする高温強度および被削性の優れ
たオーステナイト系耐熱鋳鋼。
【請求項５】重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする高温強度および被削性の優れ
たオーステナイト系耐熱鋳鋼。
【請求項６】重量比率で、Ｃ：０．２〜０．６％，Ｓｉ：１．５％未満，Ｍｎ：１．０％以下，Ｎｉ：８〜２０％，Ｃｒ：１５〜３０％，Ｎｂ：０．２〜１．０％，Ｗ：２〜６％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ｂ：０．００１〜０．０１％，Ｓ：０．０２〜０．３％，ＲＥＭ（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ），Ｍｇ，Ｃａの１種
または２種以上：０．００１〜０．１％，残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする高温強度および被削性の優れ
たオーステナイト系耐熱鋳鋼。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の高温
強度および被削性の優れたオーステナイト系耐熱鋳鋼か
らなる排気系部品。
【請求項８】請求項７に記載の排気系部品において、
エキゾーストマニホールドであることを特徴とする排気
系部品。
【請求項９】請求項７に記載の排気系部品において、
タービンハウジングであることを特徴とする排気系部
品。