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公開番号2024145542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023057939
出願日2023-03-31
発明の名称高クロム鋳鉄
出願人古河機械金属株式会社
代理人個人
主分類C22C 37/06 20060101AFI20241004BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】耐摩耗性が向上した高クロム鋳鉄を提供する。
【解決手段】C、CrおよびFeを含む高クロム鋳鉄であって、前記Cの含有量が4.0質量%以上7.0質量%以下であり、前記Crの含有量が15.0質量%以上40.0質量%以下であり、前記Feの含有量が48.0質量%以上81.0質量%以下であり、共晶組織と、炭化物相を含む初晶組織とを含み、前記初晶組織の平均径が30μm以下である、高クロム鋳鉄。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｃ、ＣｒおよびＦｅを含む高クロム鋳鉄であって、
前記Ｃの含有量が４．０質量％以上７．０質量％以下であり、
前記Ｃｒの含有量が１５．０質量％以上４０．０質量％以下であり、
前記Ｆｅの含有量が４８．０質量％以上８１．０質量％以下であり、
共晶組織と、炭化物相を含む初晶組織とを含み、
下記方法１による、前記初晶組織の平均径が３０μｍ以下である、高クロム鋳鉄。
（方法１）
前記高クロム鋳鉄を研磨することによって組織観察用試験片を作製し、次いで、前記組織観察用試験片の研磨面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、次いで、得られたＳＥＭ写真を画像処理ソフトウェアにより解析することにより、前記初晶組織の平均径を求める。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記共晶組織が前記初晶組織を取り囲んでいる、請求項１に記載の高クロム鋳鉄。
【請求項３】
下記方法２による、前記初晶組織の面積比率Ｘ
１
が３０％以上である、請求項１または２に記載の高クロム鋳鉄。
（方法２）
前記高クロム鋳鉄を研磨することによって組織観察用試験片を作製し、次いで、前記組織観察用試験片の研磨面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、次いで、得られたＳＥＭ写真を画像処理ソフトウェアにより解析することにより、前記初晶組織の面積比率Ｘ
１
を求める。
【請求項４】
前記Ｃの含有量が４．１質量％以上５．５質量％以下であり、前記Ｃｒの含有量が２０．０質量％以上３５．０質量％以下である、請求項１または２に記載の高クロム鋳鉄。
【請求項５】
前記Ｃの含有量が４．２質量％以上５．０質量％以下であり、前記Ｃｒの含有量が２３．０質量％以上３２．０質量％以下である、請求項１または２に記載の高クロム鋳鉄。
【請求項６】
前記Ｃの含有量が４．３質量％以上４．８質量％以下であり、前記Ｃｒの含有量が２５．０質量％以上３０．０質量％以下である、請求項１または２に記載の高クロム鋳鉄。
【請求項７】
前記Ｆｅの含有量が５５．０質量％以上７６．０質量％以下である、請求項１または２に記載の高クロム鋳鉄。
【請求項８】
ＳｉおよびＭｎからなる群から選択される一種または二種の元素をさらに含む、請求項１または２に記載の高クロム鋳鉄。
【請求項９】
前記Ｓｉの含有量が０質量％超え２．０質量％以下である、請求項８に記載の高クロム鋳鉄。
【請求項１０】
前記Ｍｎの含有量が０質量％超え５．０質量％以下である、請求項８に記載の高クロム鋳鉄。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高クロム鋳鉄に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
高クロム鋳鉄は、主要構成元素が鉄（Ｆｅ）、カーボン（Ｃ）、およびクロム（Ｃｒ）であり、高硬度の炭化物とそれを取り囲むマトリックス組織からなり、耐摩耗性に優れた材料である。
このような高クロム鋳鉄に関する技術としては、例えば、以下の特許文献１～５に記載のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１（特開２００１－４９３８１号公報）には、Ｃ：３．８～４．５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｃｒ：１０．０～２０．０％、Ｍｏ：３．０～４．５％、Ｗ：３．０～４．０％、Ｎｂ：３．０～５．０％、（何れも重量％）および不可避的不純物の元素を含み残部が実質的にＦｅの高Ｃｒ鋳鉄よりなり、最適な熱処理温度で加熱保持した後、焼入れ処理を施してロックウェル硬度Ｃ（ＨＲＣ）６９またはショア硬度（Ｈs）１００以上の高硬度を具えると共に、前記ＷおよびＮｂの炭化物形成作用により補正したＣ重量％とＣｒ重量％の関係においてＦｅ－Ｃｒ－Ｃ系の炭化物共晶線より常に低Ｃ側の亜共晶範囲に含まれることを特徴とする耐摩耗合金鋳鉄材が記載されている。
そして、特許文献１には、前記耐摩耗合金鋳鉄材が、本来の耐摩耗性向上については定評のある過共晶の範囲に入りながら、靭性を失わない亜共晶範囲とほぼ実質的に同じ靭性を保って、極めて高硬度のＷ、Ｎｂ炭化物を形成する効果と、比較的安定した亜共晶範囲の基地強度とを並立させ、かつ、微細なＣｒ炭化物を分散析出させた理想的な耐摩耗部材を提供する効果があると記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開２００３－２８６５３７号公報）には、Ｃ２．４～３．５ｗｔ％、Ｓｉ０．５～１．５ｗｔ％、Ｍｎ０．５～２．５ｗｔ％、Ｃｒ１４～２１ｗｔ％、Ｍｏ２～４ｗｔ％、Ｎｉ０．５～２．５ｗｔ％、および残部がＦｅと不可避不純物からなり、硬さ６２～６７ＨＲＣ、残留応力－２００～２００ＭＰａであることを特徴とする大物用高クロム鋳鉄鋳物が、耐用寿命を長くし、かつ、使用中の破損を防止し得ると記載されている。
【０００５】
特許文献３（特開２００８－７５１０８号公報）には、質量％で、Ｃ：１．６～３％、Ｓｉ：０．３～２％、Ｍｎ：０．３～２％、Ｃｒ：６～１５％、Ｍｏ：２～８％、Ｖ：４～８％、Ｎｂ：０．５～４．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有し、焼入れ焼戻処理を施されてなることを特徴とする耐摩耗部材用鋳物によれば、従来の高クロム鋳鉄や高マンガン鋳鋼に比べて格段に優れた耐摩耗性を有し、さらに高クロム鋳鉄よりも高い強度と優れた靭性とを兼備する、耐摩耗部材用として好適な耐摩耗性鋳物を安価にしかも容易に製造でき、産業上格段の効果を奏すると記載されている。
【０００６】
特許文献４（特開２０１２－２１９３４６号公報）には、マンガンの含有量が２．１５重量％～３．５重量％である高クロム鋳鉄が、耐摩耗性を向上できると記載されている。
【０００７】
特許文献５（特開２０１３－２３７９０４号公報）には、質量％でＣ３．０～３．４％、Ｓｉ０．３～１．０％、Ｍｎ０．５～１．２％、Ｃｒ１６～２０％、Ｍｏ０．３～１．０％、５×Ｍｏ％≧Ｎｉ％≧２×Ｍｏ％、および残部がＦｅと不可避不純物からなり、製品肉厚が１～６インチであることを特徴とする高クロム耐摩耗鋳鉄が、Ｍｏの省資源、コストダウンを図ることができると共に、鋳物製品の内部まで均一な硬さとなるように焼入れすることが可能になったため、鋳物製品の耐久性が向上すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００１－４９３８１号公報
特開２００３－２８６５３７号公報
特開２００８－７５１０８号公報
特開２０１２－２１９３４６号公報
特開２０１３－２３７９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、耐摩耗性が向上した高クロム鋳鉄を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討を重ねた。その結果、Ｃ、ＣｒおよびＦｅを特定の比率で含む高クロム鋳鉄であって、炭化物相を含む初晶組織の平均径が特定の範囲にあることにより、高クロム鋳鉄の耐摩耗性を向上できることを見出して、本発明を完成させた。
（【００１１】以降は省略されています）

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