JPH0953160A - 産業機械部品用合金鋳鋼 - Google Patents
産業機械部品用合金鋳鋼Info
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- JPH0953160A JPH0953160A JP22712195A JP22712195A JPH0953160A JP H0953160 A JPH0953160 A JP H0953160A JP 22712195 A JP22712195 A JP 22712195A JP 22712195 A JP22712195 A JP 22712195A JP H0953160 A JPH0953160 A JP H0953160A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 合金鋳鋼の金属機能硬さを向上させること、
薄肉軽量で健全性のある鋳鋼品を製造することを課題と
する。 【解決手段】 本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄
に対して所定重量%の炭素と、所定重量%の他の合金元
素群と、不可避の不純物とを含有させて成るマルテンサ
イト系の合金鋳鋼において、前記合金鋳鋼は、炭素及び
他の合金元素群の重量%をCが0.02〜0.2%、S
iが2.5〜4.5%、Mnが0.5〜3.0%、Ni
が6.0〜8.0%、Crが7.0〜13.0%、Mo
が0.5〜3.5%、Cuが0.5〜3.5%、Nbが
0.2〜2.0%、Nが0.01〜0.05%となるよ
うにそれぞれ設定するとともに、鋳造後において固溶化
熱処理を施し、更にその後、時効硬化させて成ることを
特徴として成るものであって、これを手段として上記課
題の解決を図っている。
薄肉軽量で健全性のある鋳鋼品を製造することを課題と
する。 【解決手段】 本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄
に対して所定重量%の炭素と、所定重量%の他の合金元
素群と、不可避の不純物とを含有させて成るマルテンサ
イト系の合金鋳鋼において、前記合金鋳鋼は、炭素及び
他の合金元素群の重量%をCが0.02〜0.2%、S
iが2.5〜4.5%、Mnが0.5〜3.0%、Ni
が6.0〜8.0%、Crが7.0〜13.0%、Mo
が0.5〜3.5%、Cuが0.5〜3.5%、Nbが
0.2〜2.0%、Nが0.01〜0.05%となるよ
うにそれぞれ設定するとともに、鋳造後において固溶化
熱処理を施し、更にその後、時効硬化させて成ることを
特徴として成るものであって、これを手段として上記課
題の解決を図っている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば打解部品、
粉粒体シュート、水溶系スラリー流体部品、または使用
雰囲気温度が450℃までの熱間ロール、熱間治具、熱
間金型、熱間制動部品等の産業機械部品に適用される鋳
鋼に関するものであって、特に使用時における金属機能
硬さ並びに鋳造性を向上させた新規な産業機械部品用合
金鋳鋼に係るものである。
粉粒体シュート、水溶系スラリー流体部品、または使用
雰囲気温度が450℃までの熱間ロール、熱間治具、熱
間金型、熱間制動部品等の産業機械部品に適用される鋳
鋼に関するものであって、特に使用時における金属機能
硬さ並びに鋳造性を向上させた新規な産業機械部品用合
金鋳鋼に係るものである。
【0002】
【発明の背景】鉄系合金の鋳造作業においては、溶融点
が低く、凝固時の体積減少が少ないことにより収縮巣が
できにくい鋳鉄が多く使用される。一方、機械的性質を
重視する場合には鋳鉄に比べて融点が高く、成分調製も
難しいが、機械的性質に優れる鋳鋼が使用される。鋳鋼
は鋳物状態で使用する鋼のことをいい、鋳造して所定の
形状にしたものを鋳鋼品という。また鋳鋼品は鍛造品に
比べて機械的性質に方向性がないこと、複雑な形状のも
のを作ることができること、多量生産が可能で、生産コ
ストが安価なこと等が利点として挙げられ、鋳放しのま
までは強度、靱性が低いので、ほとんどの場合熱処理が
施される。
が低く、凝固時の体積減少が少ないことにより収縮巣が
できにくい鋳鉄が多く使用される。一方、機械的性質を
重視する場合には鋳鉄に比べて融点が高く、成分調製も
難しいが、機械的性質に優れる鋳鋼が使用される。鋳鋼
は鋳物状態で使用する鋼のことをいい、鋳造して所定の
形状にしたものを鋳鋼品という。また鋳鋼品は鍛造品に
比べて機械的性質に方向性がないこと、複雑な形状のも
のを作ることができること、多量生産が可能で、生産コ
ストが安価なこと等が利点として挙げられ、鋳放しのま
までは強度、靱性が低いので、ほとんどの場合熱処理が
施される。
【0003】そしてこのような鋳鋼品において内部硬さ
まで均一な硬さを要求される場合には、時効硬化の可能
なステンレス鋼鋳鋼品としてJIS G5121におい
て規定されているSCS24が広く用いられている。こ
のSCS24は、JIS G5121に規定する他のス
テンレス鋼鋳鋼品に比べ格段に機械的性質が優れてお
り、時効処理後の硬さがHsc60と極めて高くなって
いる。
まで均一な硬さを要求される場合には、時効硬化の可能
なステンレス鋼鋳鋼品としてJIS G5121におい
て規定されているSCS24が広く用いられている。こ
のSCS24は、JIS G5121に規定する他のス
テンレス鋼鋳鋼品に比べ格段に機械的性質が優れてお
り、時効処理後の硬さがHsc60と極めて高くなって
いる。
【0004】しかしながら近年のこの種の産業分野にお
ける金属機能硬さに対する要求は、これにとどまるもの
ではなく、更に大きな金属機能硬さを有すると同時に、
薄肉軽量化への要求にも応え得る鋳鋼品の開発が望まれ
ている。また鋳鋼品である以上鋳造後の押湯、湯口、セ
キ等のカーボンガウジングによる切断、カッティンググ
ラインダーによる切断、アルゴン(Ar)による溶接、
欠陥補修等が可能であることはもちろんのこと、健全性
ある材質、すなわち使用上有害なキズ、割れ、鋳巣など
の欠陥が生じないことも当然要求される。更に前記薄肉
軽量化という要求に応えるには、鋳鋼用鋳型砂に鋳込ま
れる金属の凝固温度をいかに低くすることができるか
が、解決を実行に移す課題となっている。
ける金属機能硬さに対する要求は、これにとどまるもの
ではなく、更に大きな金属機能硬さを有すると同時に、
薄肉軽量化への要求にも応え得る鋳鋼品の開発が望まれ
ている。また鋳鋼品である以上鋳造後の押湯、湯口、セ
キ等のカーボンガウジングによる切断、カッティンググ
ラインダーによる切断、アルゴン(Ar)による溶接、
欠陥補修等が可能であることはもちろんのこと、健全性
ある材質、すなわち使用上有害なキズ、割れ、鋳巣など
の欠陥が生じないことも当然要求される。更に前記薄肉
軽量化という要求に応えるには、鋳鋼用鋳型砂に鋳込ま
れる金属の凝固温度をいかに低くすることができるか
が、解決を実行に移す課題となっている。
【0005】
【解決を試みた技術的事項】本発明はこのような背景を
充分に認識し、その認識の上に立って案出されたもので
あって、鋳造性に大きな影響を与える珪素(Si)の含
有重量%を可能な範囲で増大させるとともに、この珪素
(Si)を含んで炭素(C)及び他の合金元素群の含有
重量%を適宜調節することで時効処理後の硬さをHsc
60以上に高めた新規な産業機械部品用合金鋳鋼の開発
を試みたものである。
充分に認識し、その認識の上に立って案出されたもので
あって、鋳造性に大きな影響を与える珪素(Si)の含
有重量%を可能な範囲で増大させるとともに、この珪素
(Si)を含んで炭素(C)及び他の合金元素群の含有
重量%を適宜調節することで時効処理後の硬さをHsc
60以上に高めた新規な産業機械部品用合金鋳鋼の開発
を試みたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項1記載の
産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄に対して所定重量%の炭
素と、所定重量%の他の合金元素群と、不可避の不純物
とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼におい
て、前記合金鋳鋼は、炭素及び他の合金元素群の重量%
をCが0.02〜0.2%、Siが2.5〜4.5%、
Mnが0.5〜3.0%、Niが6.0〜8.0%、C
rが7.0〜13.0%、Moが0.5〜3.5%、C
uが0.5〜3.5%、Nbが0.2〜2.0%、Nが
0.01〜0.05%となるようにそれぞれ設定すると
ともに、鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその
後、時効硬化させて成ることを特徴として成るものあ
る。これにより時効処理後の硬さがHsc60以上とな
り、所望の金属機能硬さが達成されるほか、鋳造性(鋳
造時の湯流れ性)が向上し、薄肉軽量の鋳鋼品の製造が
可能となる。
産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄に対して所定重量%の炭
素と、所定重量%の他の合金元素群と、不可避の不純物
とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼におい
て、前記合金鋳鋼は、炭素及び他の合金元素群の重量%
をCが0.02〜0.2%、Siが2.5〜4.5%、
Mnが0.5〜3.0%、Niが6.0〜8.0%、C
rが7.0〜13.0%、Moが0.5〜3.5%、C
uが0.5〜3.5%、Nbが0.2〜2.0%、Nが
0.01〜0.05%となるようにそれぞれ設定すると
ともに、鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその
後、時効硬化させて成ることを特徴として成るものあ
る。これにより時効処理後の硬さがHsc60以上とな
り、所望の金属機能硬さが達成されるほか、鋳造性(鋳
造時の湯流れ性)が向上し、薄肉軽量の鋳鋼品の製造が
可能となる。
【0007】また請求項2記載の産業機械部品用合金鋳
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量%が0.001〜0.005%のBが含有されてい
ることを特徴として成るものである。これにより時効硬
化を妨げることなく、粒界を安定させ、粒内析出を助長
させることが可能となり、析出物の凝集の遅延化に有効
に作用する。
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量%が0.001〜0.005%のBが含有されてい
ることを特徴として成るものである。これにより時効硬
化を妨げることなく、粒界を安定させ、粒内析出を助長
させることが可能となり、析出物の凝集の遅延化に有効
に作用する。
【0008】また請求項3記載の産業機械部品用合金鋳
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量%が0.5%以下のVが含有されていることを特徴
として成るものである。これにより炭素(C)との結合
により微細な炭化物を形成し、高温での耐熱疲労性が改
善されるとともに、クロム(Cr)の炭化物の生成を抑
制することのよって耐酸化性及び切削性が向上する。そ
してこれらの各請求項記載の発明の構成を手段として前
記課題の解決を図っているのである。
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量%が0.5%以下のVが含有されていることを特徴
として成るものである。これにより炭素(C)との結合
により微細な炭化物を形成し、高温での耐熱疲労性が改
善されるとともに、クロム(Cr)の炭化物の生成を抑
制することのよって耐酸化性及び切削性が向上する。そ
してこれらの各請求項記載の発明の構成を手段として前
記課題の解決を図っているのである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の産業機械部品用合
金鋳鋼について具体的に説明する。本発明の産業機械部
品用合金鋳鋼は、鉄(Fe)に対して所定重量%の炭素
(C)と、所定重量%の他の合金元素群と、不可避の不
純物とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼に
関するものであって、前記炭素(C)及び他の合金元素
群の重量%は、炭素(C)が0.02〜0.2%、珪素
(Si)が2.5〜4.5%、マンガン(Mn)が0.
5〜3.0%、ニッケル(Ni)が6.0〜8.0%、
クロム(Cr)が7.0〜13.0%、モリブデン(M
o)が0.5〜3.5%、銅(Cu)が0.5〜3.5
%、ニオブ(Nb)が0.2〜2.0%、窒素(N)が
0.01〜0.05%にそれぞれ設定されるとともに、
鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその後、時効
硬化させることにより基本的に形成される。
金鋳鋼について具体的に説明する。本発明の産業機械部
品用合金鋳鋼は、鉄(Fe)に対して所定重量%の炭素
(C)と、所定重量%の他の合金元素群と、不可避の不
純物とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼に
関するものであって、前記炭素(C)及び他の合金元素
群の重量%は、炭素(C)が0.02〜0.2%、珪素
(Si)が2.5〜4.5%、マンガン(Mn)が0.
5〜3.0%、ニッケル(Ni)が6.0〜8.0%、
クロム(Cr)が7.0〜13.0%、モリブデン(M
o)が0.5〜3.5%、銅(Cu)が0.5〜3.5
%、ニオブ(Nb)が0.2〜2.0%、窒素(N)が
0.01〜0.05%にそれぞれ設定されるとともに、
鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその後、時効
硬化させることにより基本的に形成される。
【0010】前記炭素(C)及び他の合金元素群の成分
限定理由を述べれば以下のようになる。 (1)炭素(C);0.02〜0.2% 炭素はオーステナイト生成傾向の強い元素であり、固溶
化熱処理後の残留オーステナイトが多くなり、時効処理
後の硬さが充分でなくなるため、炭素(C)の含有重量
%は0.02〜0.2%とした。
限定理由を述べれば以下のようになる。 (1)炭素(C);0.02〜0.2% 炭素はオーステナイト生成傾向の強い元素であり、固溶
化熱処理後の残留オーステナイトが多くなり、時効処理
後の硬さが充分でなくなるため、炭素(C)の含有重量
%は0.02〜0.2%とした。
【0011】(2)珪素(Si);2.5〜4.5% 珪素は脱酸及び鋳造性を向上させる働きと、時効処理に
よって珪素(Si)とニッケル(Ni)との微細な金属
間化合物を析出して硬化特性を改善する働きとを有す
る。しかし含有重量%が4.5%を超えて含有させる
と、脆化するので珪素(Si)の含有重量%は2.5〜
4.5とした。
よって珪素(Si)とニッケル(Ni)との微細な金属
間化合物を析出して硬化特性を改善する働きとを有す
る。しかし含有重量%が4.5%を超えて含有させる
と、脆化するので珪素(Si)の含有重量%は2.5〜
4.5とした。
【0012】(3)マンガン(Mn);0.5〜3.0
% マンガンも上記珪素と同様、脱酸及び鋳造性を向上させ
る働きを有する。しかし多量の添加はニッケル(Ni)
当量の増加につながり、マルテンサイト組織地の硬さを
低くするので、マンガン(Mn)の含有重量%は0.5
〜3.0%とした。
% マンガンも上記珪素と同様、脱酸及び鋳造性を向上させ
る働きを有する。しかし多量の添加はニッケル(Ni)
当量の増加につながり、マルテンサイト組織地の硬さを
低くするので、マンガン(Mn)の含有重量%は0.5
〜3.0%とした。
【0013】(4)ニッケル(Ni);6.0〜8.0
% ニッケルはクロムとの組み合わせでマルテンサイト組織
地にするための必要元素である。安定した一次晶を得る
ためニッケル(Ni)の含有重量%は6.0〜8.0%
とした。
% ニッケルはクロムとの組み合わせでマルテンサイト組織
地にするための必要元素である。安定した一次晶を得る
ためニッケル(Ni)の含有重量%は6.0〜8.0%
とした。
【0014】(5)クロム(Cr);7.0〜13.0
% クロムは高強度を得るために必要不可欠の元素である。
ニッケルの量とも関係するが、安定した一次晶を得るた
め、クロム(Cr)の含有重量%は7.0〜13.0%
とした。
% クロムは高強度を得るために必要不可欠の元素である。
ニッケルの量とも関係するが、安定した一次晶を得るた
め、クロム(Cr)の含有重量%は7.0〜13.0%
とした。
【0015】(6)モリブデン(Mo);0.5〜3.
5% モリブデンは強いフェライト生成元素であるが、時効処
理後の組織を緻密にする働きを有する。しかし高価な金
属元素であるため、モリブデン(Moの含有重量%は
0.5〜3.5%とした。
5% モリブデンは強いフェライト生成元素であるが、時効処
理後の組織を緻密にする働きを有する。しかし高価な金
属元素であるため、モリブデン(Moの含有重量%は
0.5〜3.5%とした。
【0016】(7)銅(Cu);0.5〜3.5% 銅は溶接性を改善するために必要であると同時に、耐候
性を向上させる役割も有する。また時効処理後の破面改
善にも寄与するので、銅(Cu)の含有重量%は0.5
〜3.5%とした。
性を向上させる役割も有する。また時効処理後の破面改
善にも寄与するので、銅(Cu)の含有重量%は0.5
〜3.5%とした。
【0017】(8)ニオブ(Nb);0.2〜2.0% ニオブは炭素と窒素とを固定し、マルテンサイト変態を
生じやすくするとともに、析出硬化を促進する働きを有
する。また高温での機械的強度の改善にも貢献する。し
かし多過ぎると脆化破面となるのでニオブ(Nb)の含
有重量%は0.2〜2.0%とした。
生じやすくするとともに、析出硬化を促進する働きを有
する。また高温での機械的強度の改善にも貢献する。し
かし多過ぎると脆化破面となるのでニオブ(Nb)の含
有重量%は0.2〜2.0%とした。
【0018】(9)窒素(N);0.01〜0.05% 窒素は炭素と同様、オーステナイト生成元素であり、炭
素とほぼ同様の作用を有し、結晶粒度を微細化する働き
を有する。しかし炭素に比べ製造上のコントローロが難
しいため、鋼の清浄度を劣化させない範囲で窒素(N)
の含有重量%は0.01〜0.05%とした。
素とほぼ同様の作用を有し、結晶粒度を微細化する働き
を有する。しかし炭素に比べ製造上のコントローロが難
しいため、鋼の清浄度を劣化させない範囲で窒素(N)
の含有重量%は0.01〜0.05%とした。
【0019】本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、この
ような基本的な実施の形態をとるほか、以下述べるよう
な別途の合金元素を含有して成る他の実施の形態をとる
ことも可能である。すなわち前記合金元素群に加えて更
に重量%が0.001〜0.005%のほう素(B)ま
たは重量%が0.5%以下のバナジウム(V)のいずれ
か一方、または双方を含有させることも可能である。因
みにこれらの合金元素の成分限定理由を述べれば以下の
ようになる。
ような基本的な実施の形態をとるほか、以下述べるよう
な別途の合金元素を含有して成る他の実施の形態をとる
ことも可能である。すなわち前記合金元素群に加えて更
に重量%が0.001〜0.005%のほう素(B)ま
たは重量%が0.5%以下のバナジウム(V)のいずれ
か一方、または双方を含有させることも可能である。因
みにこれらの合金元素の成分限定理由を述べれば以下の
ようになる。
【0020】(10) ほう素(B);0.001〜0.0
05% ほう素は粒界を安定にし、粒内析出を助長して、析出物
の凝集を遅れさせるのに有効である。しかし多過ぎると
時効硬化を妨げることとなるので、ほう素(B)の含有
重量%を0.001〜0.005%とした。
05% ほう素は粒界を安定にし、粒内析出を助長して、析出物
の凝集を遅れさせるのに有効である。しかし多過ぎると
時効硬化を妨げることとなるので、ほう素(B)の含有
重量%を0.001〜0.005%とした。
【0021】(11) バナジウム(V);0.5%以下 バナジウムは炭素と結合して微細な炭化物を形成し、高
温での耐熱疲労性を改善する役割を有する。またクロム
(Cr)の炭化物の生成を抑制することによって耐酸化
性と切削性とを向上させる。なお多量の添加は粒界に炭
化物を形成する。そこでバナジウム(V)の含有重量%
は0.5%以下とした。
温での耐熱疲労性を改善する役割を有する。またクロム
(Cr)の炭化物の生成を抑制することによって耐酸化
性と切削性とを向上させる。なお多量の添加は粒界に炭
化物を形成する。そこでバナジウム(V)の含有重量%
は0.5%以下とした。
【0022】
【実施例】表1に本発明の産業機械部品用合金鋳鋼を具
現化した22種の実施例(実施例1〜22)と、これら
の実施例の特性を確認するために設けた7種の比較例
(比較例1〜7)とを併せて示す。
現化した22種の実施例(実施例1〜22)と、これら
の実施例の特性を確認するために設けた7種の比較例
(比較例1〜7)とを併せて示す。
【0023】
【表1】
【0024】なお表1からも明らかなように、実施例1
〜5は珪素(Si)の重量%を変化させたもの、実施例
6、8、9はモリブデン(Mo)の重量%を変化させた
もの、実施例7はほう素(B)を含有させたものをそれ
ぞれ示している。また比較例1、2は実施例4に対して
モリブデン(Mo)の重量%を変化させたものを示し、
実施例10、11及び比較例3は、モリブデン(Mo)
を定量とした状態でクロム(Cr)の重量%を変化させ
たのが実施例10、11、同状態でニッケル(Ni)の
重量%を変化させたものが比較例3である。
〜5は珪素(Si)の重量%を変化させたもの、実施例
6、8、9はモリブデン(Mo)の重量%を変化させた
もの、実施例7はほう素(B)を含有させたものをそれ
ぞれ示している。また比較例1、2は実施例4に対して
モリブデン(Mo)の重量%を変化させたものを示し、
実施例10、11及び比較例3は、モリブデン(Mo)
を定量とした状態でクロム(Cr)の重量%を変化させ
たのが実施例10、11、同状態でニッケル(Ni)の
重量%を変化させたものが比較例3である。
【0025】更に実施例12、13は実施例3に対して
クロム(Cr)の重量%を変化させたものであり、実施
例14、15は実施例3に対してニッケル(Ni)の重
量%を変化させたものである。更にまた実施例16は実
施例3に対して銅(Cu)の重量%を変化させたもので
あり、実施例17及び実施例21は実施例3に対してニ
オブ(Nb)の重量%を変化させたものを示す。更にま
た比較例4、5は実施例3に対してマンガン(Mn)の
重量%を変化させたものであり、実施例18は比較例5
に対してニッケル(Ni)及びクロム(Cr)の重量%
を変化させたものを示している。
クロム(Cr)の重量%を変化させたものであり、実施
例14、15は実施例3に対してニッケル(Ni)の重
量%を変化させたものである。更にまた実施例16は実
施例3に対して銅(Cu)の重量%を変化させたもので
あり、実施例17及び実施例21は実施例3に対してニ
オブ(Nb)の重量%を変化させたものを示す。更にま
た比較例4、5は実施例3に対してマンガン(Mn)の
重量%を変化させたものであり、実施例18は比較例5
に対してニッケル(Ni)及びクロム(Cr)の重量%
を変化させたものを示している。
【0026】更にまた実施例19は実施例17に対して
珪素(Si)、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、銅
(Cu)及び窒素(N)の重量%を変化させたものを示
し、実施例20は実施例17に対してクロム(Cr)、
ニオブ(Nb)及び窒素(N)の重量%を変化させたも
のを示している。更にまた比較例6は実施例3及び実施
例21に対するニッケル(Ni)及びクロム(Cr)を
同量とした対比材である。更にまた比較例7はJIS
G5121に規定するSCS24(17−4−4PH)
であり、実施例22は炭素(C)の重量%を多くした低
コストタイプを示している。
珪素(Si)、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、銅
(Cu)及び窒素(N)の重量%を変化させたものを示
し、実施例20は実施例17に対してクロム(Cr)、
ニオブ(Nb)及び窒素(N)の重量%を変化させたも
のを示している。更にまた比較例6は実施例3及び実施
例21に対するニッケル(Ni)及びクロム(Cr)を
同量とした対比材である。更にまた比較例7はJIS
G5121に規定するSCS24(17−4−4PH)
であり、実施例22は炭素(C)の重量%を多くした低
コストタイプを示している。
【0027】以上の実施例1〜22、比較例1〜7の各
供試材は20kg高周波電気炉を用いて大気中にて15
50℃以上に溶解後、出湯し、約1550℃で注湯し
た。鋳型はCO2 型とし、硬さ試験片用及び抗折破面鑑
識用として使用する18mm角×長さ110mmの角柱
状のものを成形すべく、造型し鋳込んだ。また引張試験
片用としては、本発明の目的が薄肉軽量な鋳鋼品を製造
すること及び時効硬化可能で、しかも時効処理後の硬さ
をHsc60以上に高めるところにあるため、最も厳し
いといわれるJIS Z2201に規定する4号試験片
の直接鋳造とし、平行部70mm、直径14mmのもの
を成形し、特に仕上加工はしなかった。
供試材は20kg高周波電気炉を用いて大気中にて15
50℃以上に溶解後、出湯し、約1550℃で注湯し
た。鋳型はCO2 型とし、硬さ試験片用及び抗折破面鑑
識用として使用する18mm角×長さ110mmの角柱
状のものを成形すべく、造型し鋳込んだ。また引張試験
片用としては、本発明の目的が薄肉軽量な鋳鋼品を製造
すること及び時効硬化可能で、しかも時効処理後の硬さ
をHsc60以上に高めるところにあるため、最も厳し
いといわれるJIS Z2201に規定する4号試験片
の直接鋳造とし、平行部70mm、直径14mmのもの
を成形し、特に仕上加工はしなかった。
【0028】各供試材は注湯後、室温まで自然冷却した
後、破面については上記18mm角柱の長手方向の一面
の中央に深さ2mm、幅3mmのGC加工ノッチを入
れ、反対面中央に集中荷重をかけ破断させ、これにより
破面を得た。なおスパンは90mmとした。また硬さに
ついては、上記18mm角柱の長手方向上面1.5mm
と下面0.5mmを平面研摩し、これらを硬さ測定面と
して硬さ測定した。硬さ試験機としては低硬さから高硬
さまで測定できるJIS Z2246に規定するショア
硬さ試験機を適用し、絶えずJIS B7731に規定
するショア硬さ基準片を用い、試験機に異常がないこと
を確認しながら試験を行った。なお測定は支持台上に上
記試験片を載置して行った。また熱処理は電気炉にて行
い、各供試材とも、時効硬化後の硬さが最も高い値とな
るヒートサイクルを採用し、熱処理後のものについて硬
さ及び破面鑑識を行った。
後、破面については上記18mm角柱の長手方向の一面
の中央に深さ2mm、幅3mmのGC加工ノッチを入
れ、反対面中央に集中荷重をかけ破断させ、これにより
破面を得た。なおスパンは90mmとした。また硬さに
ついては、上記18mm角柱の長手方向上面1.5mm
と下面0.5mmを平面研摩し、これらを硬さ測定面と
して硬さ測定した。硬さ試験機としては低硬さから高硬
さまで測定できるJIS Z2246に規定するショア
硬さ試験機を適用し、絶えずJIS B7731に規定
するショア硬さ基準片を用い、試験機に異常がないこと
を確認しながら試験を行った。なお測定は支持台上に上
記試験片を載置して行った。また熱処理は電気炉にて行
い、各供試材とも、時効硬化後の硬さが最も高い値とな
るヒートサイクルを採用し、熱処理後のものについて硬
さ及び破面鑑識を行った。
【0029】次にその測定結果として表2に上記各供試
材の鋳放し(AS)、拡散(D)処理、固溶化(S)熱
処理、マルテン化のための中間(IT)処理、時効(A
G)処理後の各硬さ、引張強さを示す。公知材であるJ
IS G5121に規定するSCS24の硬さを基準と
すれば、実施例の硬さはすべてHsc60以上であり、
機能硬さの要求に対して合格しているということができ
る。また引張強さに対しては本発明の産業機械部品用合
金鋳鋼が使用される環境条件の適性を考え、343N/
mm2 以上を合格とした。
材の鋳放し(AS)、拡散(D)処理、固溶化(S)熱
処理、マルテン化のための中間(IT)処理、時効(A
G)処理後の各硬さ、引張強さを示す。公知材であるJ
IS G5121に規定するSCS24の硬さを基準と
すれば、実施例の硬さはすべてHsc60以上であり、
機能硬さの要求に対して合格しているということができ
る。また引張強さに対しては本発明の産業機械部品用合
金鋳鋼が使用される環境条件の適性を考え、343N/
mm2 以上を合格とした。
【0030】
【表2】
【0031】そして表3において、これら各供試材の合
否総合評価を示す。これによれば表2において比較例
中、優れた高硬さを保持していても、破面鑑識によって
不合格となっていることがわかる。また合格となってい
る実施例でも○印のものは製造に注意すべき点を有して
いた。
否総合評価を示す。これによれば表2において比較例
中、優れた高硬さを保持していても、破面鑑識によって
不合格となっていることがわかる。また合格となってい
る実施例でも○印のものは製造に注意すべき点を有して
いた。
【0032】
【表3】
【0033】更に薄肉軽量化の要求に応える鋳造性(湯
流れ性)を示す値として凝固温度がある。図1に上記2
2種の実施例の代表例として実施例15における凝固温
度測定結果を示す。その解析結果によれば約1412℃
である。また図2は比較例7(JIS G5121に規
定するSCS24)の凝固温度を示し、その解析結果に
よれば約1449℃である。従って実施例15と比較例
7との温度差は約37℃であり、これは実施例15の珪
素含有量が比較例7に比べて多いため、鋳造性として優
れた値を示したものと考えられる。
流れ性)を示す値として凝固温度がある。図1に上記2
2種の実施例の代表例として実施例15における凝固温
度測定結果を示す。その解析結果によれば約1412℃
である。また図2は比較例7(JIS G5121に規
定するSCS24)の凝固温度を示し、その解析結果に
よれば約1449℃である。従って実施例15と比較例
7との温度差は約37℃であり、これは実施例15の珪
素含有量が比較例7に比べて多いため、鋳造性として優
れた値を示したものと考えられる。
【0034】更に表4は実施例3の熱膨張率の測定結果
を示す。
を示す。
【0035】
【表4】
【0036】更にまた表5は実施例3の高温硬さ試験結
果を示す。なお試験値はビッカース硬さを使用した。
果を示す。なお試験値はビッカース硬さを使用した。
【0037】
【表5】
【0038】更にまた図3は、実施例3の合金鋳鋼によ
り作製した前記18mm角柱の試験片の破断後の一片を
示す外観図並びにその破断面を拡大して示す断面図であ
り、図4は同上破断面を走査型電子顕微鏡(SEM)に
より観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断
面図である。これにより脆性破壊は生ぜず、破断面全体
にわたって粒内破断が生じていることが観察される。
り作製した前記18mm角柱の試験片の破断後の一片を
示す外観図並びにその破断面を拡大して示す断面図であ
り、図4は同上破断面を走査型電子顕微鏡(SEM)に
より観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断
面図である。これにより脆性破壊は生ぜず、破断面全体
にわたって粒内破断が生じていることが観察される。
【0039】更にまた図5は、実施例3の合金鋳鋼を1
00倍及び400倍に拡大して示す顕微鏡組織図であ
る。これにより微細なマルテサイト地が形成されている
ことが観察される。
00倍及び400倍に拡大して示す顕微鏡組織図であ
る。これにより微細なマルテサイト地が形成されている
ことが観察される。
【0040】
【発明の効果】本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、以
上のような構成を有するものであり、このような構成を
有することにより時効処理後の硬さがHsc60以上と
なり、従来を上回る機能硬さが達成されるほか、凝固温
度が低くなり、優れた鋳造性が達成される。またこのこ
とは薄肉軽量の鋳鋼品の製造の可能性を示すものであ
り、製品コストの低廉化にも大いに貢献するものであ
る。
上のような構成を有するものであり、このような構成を
有することにより時効処理後の硬さがHsc60以上と
なり、従来を上回る機能硬さが達成されるほか、凝固温
度が低くなり、優れた鋳造性が達成される。またこのこ
とは薄肉軽量の鋳鋼品の製造の可能性を示すものであ
り、製品コストの低廉化にも大いに貢献するものであ
る。
【図1】実施例15の凝固温度の測定結果を示すグラフ
である。
である。
【図2】比較例7の凝固温度の測定結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図3】実施例3の合金鋳鋼により作成した試験片の破
断後の一片を示す外観図並びにその破断面を拡大して示
す断面図である。
断後の一片を示す外観図並びにその破断面を拡大して示
す断面図である。
【図4】同上破断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によ
り観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断面
図である。
り観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断面
図である。
【図5】実施例3の合金鋳鋼を100倍及び400倍に
拡大して示す顕微鏡組織図である。
拡大して示す顕微鏡組織図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 鉄に対して所定重量%の炭素と、所定重
量%の他の合金元素群と、不可避の不純物とを含有させ
て成るマルテンサイト系の合金鋳鋼において、前記合金
鋳鋼は、炭素及び他の合金元素群の重量%をCが0.0
2〜0.2%、Siが2.5〜4.5%、Mnが0.5
〜3.0%、Niが6.0〜8.0%、Crが7.0〜
13.0%、Moが0.5〜3.5%、Cuが0.5〜
3.5%、Nbが0.2〜2.0%、Nが0.01〜
0.05%となるようにそれぞれ設定するとともに、鋳
造後において固溶化熱処理を施し、更にその後、時効硬
化させて成ることを特徴とする産業機械部品用合金鋳
鋼。 - 【請求項2】 前記他の合金元素群には、更に重量%が
0.001〜0.005%のBが含有されていることを
特徴とする請求項1記載の産業機械部品用合金鋳鋼。 - 【請求項3】 前記他の合金元素群には、更に重量%が
0.5%以下のVが含有されていることを特徴とする請
求項1または2記載の産業機械部品用合金鋳鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22712195A JPH0953160A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 産業機械部品用合金鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22712195A JPH0953160A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 産業機械部品用合金鋳鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0953160A true JPH0953160A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16855815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22712195A Pending JPH0953160A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 産業機械部品用合金鋳鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0953160A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001079576A1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | Crs Holdings, Inc. | High-strength precipitation-hardenable stainless steel suitable for casting in air |
WO2010098256A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 山形県 | マルテンサイト鋳鋼材及びマルテンサイト鋳鋼品の製造方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP22712195A patent/JPH0953160A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001079576A1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | Crs Holdings, Inc. | High-strength precipitation-hardenable stainless steel suitable for casting in air |
WO2010098256A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 山形県 | マルテンサイト鋳鋼材及びマルテンサイト鋳鋼品の製造方法 |
US8394319B2 (en) | 2009-02-24 | 2013-03-12 | Yamagataken | Martensitic-steel casting material and process for producing martensitic cast steel product |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040331 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060815 |
|
A521 | Written amendment |
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Effective date: 20070821 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |