JPS6263652A - 耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐熱鋳鋼Info
- Publication number
- JPS6263652A JPS6263652A JP20404685A JP20404685A JPS6263652A JP S6263652 A JPS6263652 A JP S6263652A JP 20404685 A JP20404685 A JP 20404685A JP 20404685 A JP20404685 A JP 20404685A JP S6263652 A JPS6263652 A JP S6263652A
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- heat resistant
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は耐熱鋳鋼にかかり、特に、車両用エンジンの
排気系部品等に適用するに好適な耐熱鋳鋼の改良に関す
るものである。
排気系部品等に適用するに好適な耐熱鋳鋼の改良に関す
るものである。
近年、車両用エンジン、特に自動車用エンジンにおいて
は、ガソリンエンジンもしくはディーゼルエンジンを問
わず高出力化、低燃費化を達成するための研究開発が積
極的に実施されている。
は、ガソリンエンジンもしくはディーゼルエンジンを問
わず高出力化、低燃費化を達成するための研究開発が積
極的に実施されている。
このため、従来の自動車用エンジンに比較して、燃焼効
率の向上を図っており排気ガス温度が著しく高温となる
傾向にある。
率の向上を図っており排気ガス温度が著しく高温となる
傾向にある。
特に、自動車用エンジンのエキゾーストマニホルド、タ
ーボチャージャ用タービンホイール・タービンハウジン
グ、またディーゼルエンジン用予燃焼室等の排気系部品
は、使用条件がより高温苛酷となるため、それらの材質
選定の重要さが改めて問われてきている。
ーボチャージャ用タービンホイール・タービンハウジン
グ、またディーゼルエンジン用予燃焼室等の排気系部品
は、使用条件がより高温苛酷となるため、それらの材質
選定の重要さが改めて問われてきている。
このため、従来においては高Si鋳鉄、ニレジスト鋳鉄
、AI鋳鉄等の耐熱鋳鉄が使用されていた―また、特例
的には高Cr系、高Cr−高Ni系耐熱鋳鋼、またはC
o基合金、Ni基合金が採用されていた。
、AI鋳鉄等の耐熱鋳鉄が使用されていた―また、特例
的には高Cr系、高Cr−高Ni系耐熱鋳鋼、またはC
o基合金、Ni基合金が採用されていた。
しかしながら、高St鋳鉄、ニレジスト鋳鉄。
Al鋳鉄等の耐熱鋳鉄は、鋳造性、機械加工性等の生産
性は良好であるものの、800℃以上の高温における使
用条件下では耐熱性(高温強度)。
性は良好であるものの、800℃以上の高温における使
用条件下では耐熱性(高温強度)。
耐酸化性に乏しく、寿命が短いという欠点があった。
これに対して、耐熱鋳鋼は800℃以上の高温において
も優れた耐熱性(高温強度)2耐酸化性を有するものの
鋳造性ならびに機械加工性に乏しくて生産性に劣り、か
つ高価な合金元素を多量に添加するため全体として高価
にならざるを得ないという問題があった。
も優れた耐熱性(高温強度)2耐酸化性を有するものの
鋳造性ならびに機械加工性に乏しくて生産性に劣り、か
つ高価な合金元素を多量に添加するため全体として高価
にならざるを得ないという問題があった。
従って、本発明の目的は、耐熱鋳鋼における組成的な調
整と鋳造後の焼なまし処理の実施によって、従来の耐熱
鋳鉄に匹敵する鋳造性1機械加工性等の生産性と、従来
の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性(高温強度)、耐酸
化性等をバランス良く兼ね備えた耐熱鋳鋼を提供するこ
とにある。
整と鋳造後の焼なまし処理の実施によって、従来の耐熱
鋳鉄に匹敵する鋳造性1機械加工性等の生産性と、従来
の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性(高温強度)、耐酸
化性等をバランス良く兼ね備えた耐熱鋳鋼を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このため、本発明にかかる耐熱鋳鋼は、重量比率で、C
;0.5〜2.5%、Si;2.0〜4゜5%、Mn;
0.7%以下、pro、01%以下。
;0.5〜2.5%、Si;2.0〜4゜5%、Mn;
0.7%以下、pro、01%以下。
S;0.1%以下、 Cr ; 5. O〜12.
0%。
0%。
A6:0.8〜2.0%、B;0.1〜3.0%。
Ax+B<Cr/2.残部実質的にFeからなる組成を
有し、鋳造後の焼なまし処理により、黒鉛を含有しない
フェライト基地組織中の炭化物を、デンドライト状に晶
出させた1次炭化物と微細に分散析出させた粒状の2次
炭化物としたことを特徴とするものである。
有し、鋳造後の焼なまし処理により、黒鉛を含有しない
フェライト基地組織中の炭化物を、デンドライト状に晶
出させた1次炭化物と微細に分散析出させた粒状の2次
炭化物としたことを特徴とするものである。
なお、本発明の耐熱鋳鋼において鋳造後の焼きなまし処
理は、望ましくは950℃前後に0.5時間以上加熱保
持し、1時間あたり50〜150℃の炉冷を行う通常の
焼なまし処理で十分である。
理は、望ましくは950℃前後に0.5時間以上加熱保
持し、1時間あたり50〜150℃の炉冷を行う通常の
焼なまし処理で十分である。
上記の構成にかかる本発明の作用について説明すると、
組成的には特にAlおよびB添加と他の合金元素とのバ
ランスにより、従来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性9機械
加工性等の生産性を維持したまま、従来の高合金耐熱鋳
鋼に近い耐熱性(高温強度)、耐酸化性を有する。
組成的には特にAlおよびB添加と他の合金元素とのバ
ランスにより、従来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性9機械
加工性等の生産性を維持したまま、従来の高合金耐熱鋳
鋼に近い耐熱性(高温強度)、耐酸化性を有する。
しかも、鋳造後の焼なまし処理により基地組織をフェラ
イト組織化するとともに、1次炭化物の分解を図って基
地フェライト組織中のCr含有量を多くしていることか
ら、従来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性2機械加工性等の
生産性と、従来の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性(高
温強度)、耐酸化性等の耐久性をバランス良く兼ね備え
ることができたのである。
イト組織化するとともに、1次炭化物の分解を図って基
地フェライト組織中のCr含有量を多くしていることか
ら、従来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性2機械加工性等の
生産性と、従来の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性(高
温強度)、耐酸化性等の耐久性をバランス良く兼ね備え
ることができたのである。
以下、本発明にかかる耐熱鋳鋼に添加する各合金元素の
添加量の範囲限定理由について説明する。
添加量の範囲限定理由について説明する。
なお、以下の説明において各合金元素の添加量は全て重
量%にて表示している。
量%にて表示している。
まず、Cは本発明の耐熱鋳鋼において強度特性と鋳造性
を改善させることから有効であるが、0゜5%未満では
それらの特性の改善効果が充分でなく、一方2.5%を
越えて添加すると炭素の黒鉛化を促進し強度特性を低下
させるため0.5〜2゜5%とした。
を改善させることから有効であるが、0゜5%未満では
それらの特性の改善効果が充分でなく、一方2.5%を
越えて添加すると炭素の黒鉛化を促進し強度特性を低下
させるため0.5〜2゜5%とした。
Stは脱酸側として有効であるばかりでなく、鋳造性及
び耐酸化性を改善させることから有効であるが、2.0
%未満ではそれらの特性の改善効果が充分でなく、4.
5%を越えて添加するとCとのバランス(炭素当量)に
より1次炭化物が粗大化し易くなり、かつ機械加工性を
悪化させるため、これを2.0〜4.5%とした。
び耐酸化性を改善させることから有効であるが、2.0
%未満ではそれらの特性の改善効果が充分でなく、4.
5%を越えて添加するとCとのバランス(炭素当量)に
より1次炭化物が粗大化し易くなり、かつ機械加工性を
悪化させるため、これを2.0〜4.5%とした。
Mnはパーライト組織の形成元素であることから、本発
明材のように基地m織をフェライト組織化 であるが、Stと同様に脱酸側として有効であり、また
鋳造時の“湯流れ性”を向上させて生産性を改善させる
合金元素として有効であることから、0.7%以下とし
た。
明材のように基地m織をフェライト組織化 であるが、Stと同様に脱酸側として有効であり、また
鋳造時の“湯流れ性”を向上させて生産性を改善させる
合金元素として有効であることから、0.7%以下とし
た。
また、Pは0.01%を越え゛ζ添加すると基地組織の
パーライト組織化を促進させたり、ステダイトの晶出を
促進させ易いことから0.01%以下とした。
パーライト組織化を促進させたり、ステダイトの晶出を
促進させ易いことから0.01%以下とした。
Sは材料を劣化させる恐れがあるため特に必要な合金元
素ではないが、機械加工性の要求の厳しい部品を製造す
る場合においては、slとMn量の添加量を多(してM
nSを晶出させ、機械加工性を改善させることができる
ことから影響の少ない0.1%以下とした。
素ではないが、機械加工性の要求の厳しい部品を製造す
る場合においては、slとMn量の添加量を多(してM
nSを晶出させ、機械加工性を改善させることができる
ことから影響の少ない0.1%以下とした。
また、CrはStと同様に耐酸化性を改善させることか
ら有効であるが、5.0%未満ではその耐酸化性の改善
効果が充分でなく、12.0%を越えて添加すると高硬
度のCr炭化物の析出量が多くなって、機械加工性を著
しく悪化させることから5.0〜12.0%とした。
ら有効であるが、5.0%未満ではその耐酸化性の改善
効果が充分でなく、12.0%を越えて添加すると高硬
度のCr炭化物の析出量が多くなって、機械加工性を著
しく悪化させることから5.0〜12.0%とした。
AIとBは耐酸化性に重要な元素であるが、これらの元
素は衝撃強度を著しく低下させるため成分量を規定した
。すなわち、AIは0.8%〜2゜0%、Bは0.1〜
3.0%である。このように規定する理由としては、下
限値以下では必要特性を満足することができず、また上
限値以上添加すると非常に脆い材料となり、生産時の扱
いが難しくなるためである。
素は衝撃強度を著しく低下させるため成分量を規定した
。すなわち、AIは0.8%〜2゜0%、Bは0.1〜
3.0%である。このように規定する理由としては、下
限値以下では必要特性を満足することができず、また上
限値以上添加すると非常に脆い材料となり、生産時の扱
いが難しくなるためである。
これらAPやBは耐酸化性に効果のあるものであるが、
StやCrとの関係により必要以上に添加する必要がな
いため、本発明においては鋳造性に関係のあるAIXB
、Crについて特に限定する。
StやCrとの関係により必要以上に添加する必要がな
いため、本発明においては鋳造性に関係のあるAIXB
、Crについて特に限定する。
すなわち、AlとBはCrの1/2以上添加してもほど
んど効果がみられないためそれ以上添加する必要はない
と判断できる。よってAl+B<Cr/2と限定する。
んど効果がみられないためそれ以上添加する必要はない
と判断できる。よってAl+B<Cr/2と限定する。
このようにして成分限定した耐熱鋳鋼は、従来の耐熱鋳
鉄と同等の鋳造性を有しながら、また従来の耐熱鋳鋼と
同等の耐熱性、耐酸化性を有する。
鉄と同等の鋳造性を有しながら、また従来の耐熱鋳鋼と
同等の耐熱性、耐酸化性を有する。
℃実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
本発明材の耐熱性と耐酸化性を評価するために、第1表
に示すような3種類の本発明材■〜■及び3種類の比較
材■〜■を鋳造成形により製造した。
に示すような3種類の本発明材■〜■及び3種類の比較
材■〜■を鋳造成形により製造した。
また、第1表に付は加えて比較材■の成分組成を示した
。
。
なお、鋳造に当たっては20kg用高周波溶解炉を用い
て大気溶解し、金属アルミニウムを0゜1%添加するこ
とにより脱酸処理した後、1620℃以上で出湯して1
550℃以上にて注湯した。
て大気溶解し、金属アルミニウムを0゜1%添加するこ
とにより脱酸処理した後、1620℃以上で出湯して1
550℃以上にて注湯した。
なお、鋳造成形のための鋳型としてはJIS規格A号の
Yブロック鋳造用の鋳型を使用した。
Yブロック鋳造用の鋳型を使用した。
そして、上述により鋳造成形された鋳造粗形材状態の各
供試材に対して、通常の焼なまし処理を実施した。
供試材に対して、通常の焼なまし処理を実施した。
第1表
比較材■は、C:0.1%、St;0.7%。
Mn;0,7%、Mo;9.1%、Co; 1,3%
、Cr;22. 1%、W;0.75%、FeH17,
6%、残部Niからなる組成を有するものである。
、Cr;22. 1%、W;0.75%、FeH17,
6%、残部Niからなる組成を有するものである。
なお、比較材■はフェライト系ステンレス鋳鋼であり、
JIS規格5C3I相当である。比較材■はオーステナ
イト系ステンレス鋳鋼であり、JIS規格SC8L 3
相当である。比較材■はオーステナイト系耐熱鋳鋼であ
り、JIS規格5CH23相当である。
JIS規格5C3I相当である。比較材■はオーステナ
イト系ステンレス鋳鋼であり、JIS規格SC8L 3
相当である。比較材■はオーステナイト系耐熱鋳鋼であ
り、JIS規格5CH23相当である。
比較材■はNi基合金であり一般的に商品名がHast
elloyXと呼ばれているものである。
elloyXと呼ばれているものである。
以下、本発明材と比較材の各供試材における耐熱性(高
温強度)および耐酸化性を比較評価した結果について説
明する。
温強度)および耐酸化性を比較評価した結果について説
明する。
まず、鋳造成形により製造した上記の組成を有する各供
試材を使用して、900℃においてクリープラブチャー
試験を実施した。この結果を第1図に示す。
試材を使用して、900℃においてクリープラブチャー
試験を実施した。この結果を第1図に示す。
クリープラブチャー試験とは材料がある応力の基でクリ
ープを生じて破断する現象を試験するものであり、縦軸
は応力、横軸は経過時間を示している。
ープを生じて破断する現象を試験するものであり、縦軸
は応力、横軸は経過時間を示している。
第1図に示すように、本発明材■は比較材■と比較して
クリープラブチャー強度は低いが、時間当たりの応力低
下が少なく比較材■と比較して長時間使用に非常に優れ
ていることを示す。
クリープラブチャー強度は低いが、時間当たりの応力低
下が少なく比較材■と比較して長時間使用に非常に優れ
ていることを示す。
また、本発明材■はフェライト系材質であるにもかかわ
らすCr、AI!、Hの作用により、同じフェライト系
材質である比較材■と比較して900℃前後のクリープ
ラブチャー強度を大きく改善している。
らすCr、AI!、Hの作用により、同じフェライト系
材質である比較材■と比較して900℃前後のクリープ
ラブチャー強度を大きく改善している。
次に、各供試材を使用して酸化試験を実施した。
この結果を第2図に示す、試験は各供試材を大気中で9
00℃の炉中に約100時間保持後炉冷し、試験前後の
重量差を測定する方法により行った。
00℃の炉中に約100時間保持後炉冷し、試験前後の
重量差を測定する方法により行った。
第2図に示すように、本発明材■、■および■は比較材
■よりも耐酸化性が劣るものの、同じFe系材料の中で
比較材■よりも優れており比較材■あるいは比較材■と
同等かまたは若干優れている。
■よりも耐酸化性が劣るものの、同じFe系材料の中で
比較材■よりも優れており比較材■あるいは比較材■と
同等かまたは若干優れている。
以上、本発明を特定の実施例に基づいて説明したがこれ
に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した
範囲内で当業者が実施可能な種々の態様が考えられる。
に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した
範囲内で当業者が実施可能な種々の態様が考えられる。
例えば、Crが5%の場合はAI+B−Cr/2として
必要な特性を満足してもよい。
必要な特性を満足してもよい。
以上説明したように、本発明にかかる耐熱鋳鋼は、組成
的な調整と鋳造後の焼なまし処理の実施によって、従来
の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性1機械加工性等の生産性と
、従来の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性(高温強度)
、耐酸化性等をバランス良く兼ね備えた耐熱鋳鋼を提供
することができた。
的な調整と鋳造後の焼なまし処理の実施によって、従来
の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性1機械加工性等の生産性と
、従来の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性(高温強度)
、耐酸化性等をバランス良く兼ね備えた耐熱鋳鋼を提供
することができた。
また、本発明材は成分的にも安価な元素が多く、その添
加量もあまり多くないためコスト的にも有利であり、C
Mが多いことから鋳造時の湯流れ性に優れている。
加量もあまり多くないためコスト的にも有利であり、C
Mが多いことから鋳造時の湯流れ性に優れている。
さらに、本発明は熱処理を行うことにより硬さをHv3
00以下にすることができ、加工性には問題が生じない
という優れた効果を有する。
00以下にすることができ、加工性には問題が生じない
という優れた効果を有する。
第1図は本発明材と比較材のクリープラブチャー試験の
結果を示すグラフ、第2図は本発明材と比較材の耐酸化
性の試験結果を示すグラフである。
結果を示すグラフ、第2図は本発明材と比較材の耐酸化
性の試験結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 重量比率で、C;0.5〜2.5%、Si;2.0〜4
.5%、Mn;0.7%以下、P;0.01%以下、S
;0.1%以下、Cr;5.0〜12.0%、Al;0
.8〜2.0%、B;0.1〜3.0%、Al+B<C
r/2、残部実質的にFeからなる組成を有し、鋳造後
の焼なまし処理により、黒鉛を含有しないフェライト基
地組織中の炭化物を、デンドライト状に晶出させた1次
炭化物と微細に分散析出させた粒状の2次炭化物とした
ことを特徴とする耐熱鋳鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20404685A JPS6263652A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20404685A JPS6263652A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 耐熱鋳鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6263652A true JPS6263652A (ja) | 1987-03-20 |
Family
ID=16483854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20404685A Pending JPS6263652A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6263652A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63316767A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-26 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | マレイミド類の重合防止方法 |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP20404685A patent/JPS6263652A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63316767A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-26 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | マレイミド類の重合防止方法 |
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