[发明专利]具有优异的流动性、耐气体缺陷性、韧性和被削性的铁素体系耐热铸钢和由其构成的排气系统零件有效
申请号: | 201180047534.4 | 申请日: | 2011-10-03 |
公开(公告)号: | CN103140595A | 公开(公告)日: | 2013-06-05 |
发明(设计)人: | 川畑将秀;栗林秀雄;早川淳二 | 申请(专利权)人: | 日立金属株式会社 |
主分类号: | C22C38/00 | 分类号: | C22C38/00;C22C38/60 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 蒋亭 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 优异 流动性 气体 缺陷 韧性 被削性 体系 耐热 铸钢 构成 排气 系统 零件 | ||
技术领域
本发明涉及具有优异的流动性、耐气体缺陷性、韧性和被削性,适于汽车用汽油机和柴油机的排气系统零件,特别是适于排气集管、涡轮机壳体等的铁素体系耐热铸钢和由其构成的排气系统零件。
背景技术
为了防止全球变暖,强烈要求削减从汽车排放的CO2的量。为了削减CO2排放量,主要需要提高汽车的燃油效率性能(低油耗化)。作为低油耗化技术,可列举燃料的直喷化、压缩比的增大、通过增压化带来的发动机的轻量小型化(缩小化)、增压器的增压压力的上升等。随着这些技术的导入,汽车用发动机的燃料的燃烧有更加高温和高压的倾向,其结果是从发动机排出的废气的温度上升至接近1000℃,排气集管、催化剂室、涡轮机壳体等的排气系统零件的温度达到约900℃。对如如此曝露在高温的废气中的排气系统零件,就要求有优异的耐热特性(耐氧化性、高温强度、耐热变形性和耐热龟裂性)。
曝露在高温而严酷使用条件下的汽车的排气集管等的排气系统零件中,历来所使用的是高Si球状石墨铸铁、耐蚀高镍铸铁(Ni-Cr系奥氏体铸铁)等的耐热铸铁,和铁素体系耐热铸钢、奥氏体系耐热铸钢等。
现有的耐热铸铁和耐热铸钢之中,铁素体系的4%Si-0.5%Mo的球状石墨铸铁,直至800℃附近都显示出比较的良好的耐热特性,但是在超过这一温度时耐久性差。为了同时满足800℃以上的耐氧化性和耐热龟裂性的条件,大量含有Ni、Cr、Co等的稀有金属(rare metal)的耐蚀高镍铸铁等的耐热铸铁和奥氏体系耐热铸钢被用于排气系统零件。
但是,耐蚀高镍铸铁不仅高价的Ni的含量多,而且基体组织为奥氏体,线膨胀率大,在微观组织中存在作为破坏的起点的石墨,因此耐热龟裂性差。另外,奥氏体系耐热铸钢,虽然不含作为破坏的起点的石墨,但是因为线膨胀率大,所以在900℃附近的耐热龟裂性不充分。而且,奥氏体系耐热铸钢大量含有稀有金属,因此,不仅高价,经济性差,而且还容易受到世界经济局势的影响,抱有原材料的稳定供给令人担忧等问题。
排气系统零件所使用的耐热材料,除了从经济性和原材料的稳定供给的观点出发以外,从地球资源的有效利用的观点出发,也希望能够以极少量的稀有金属确保需要的耐热特性。由此就可以提供廉价的排气系统零件,使用于低油耗化的技术也可以适用于低端车等,能够为削减CO2作出贡献。为了极力抑制稀有金属的含量,将基体组织作为铁素体比作为奥氏体的方法有利。而且,因为铁素体系的材料比奥氏体系的材料的线膨胀率小,所以发动机的起动和开动时所发生的热应力小,耐热龟裂性优异。
但是,一般的铁素体系铸钢,C少至大约0.2质量%以下,另外不像奥氏体系铸钢这样含有使熔点降低的Ni等的合金元素,因此为高熔点。因此,一般的铁素体系铸钢其熔液的流动性(以下称为“流动性”)低,所以铸造性差,在铸造时容易发生浇铸不满、冷隔、缩孔等的铸造缺陷。特别是在具有复杂和/或薄壁的形状的排气系统零件中,若C含量少,则不能确保良好的流动性,产生浇铸不满和冷隔等的铸造缺陷,生产成品率低。此外与奥氏体系铸钢不同,因为铁素体系铸钢几乎不含间隙固溶元素,所以有容易发生氢造成的气体缺陷这样的缺点。还有,所谓气体缺陷,就是熔液在所含有的氢,随着铸造时的熔液温度的降低,不能溶解在熔液中(液相),另外在固相中也不固溶,而是在凝固的铸造品中作为空穴残存,从而发生的缺陷。
以铸造性的改善等为目标,本申请人在特开平7-197209号中提出有一种铸造性优异的铁素体系耐热铸钢,其具有如下组成:以重量比率计含有C:0.15~1.20%、C-Nb/8:0.05~0.45%、Si:2%以下、Mn:2%以下、Cr:16.0~25.0%、W和/或Mo:1.0~5.0%、Nb:0.40~6.0%、Ni:0.1~2.0%和N:0.01~0.15%,余量:由Fe和不可避免的杂质构成,除了通常的α相(α铁素体相)以外,还具有从γ相(奥氏体相)相变为α+碳化物的相(以下称为“α’相”),α’相的面积率{α’/(α+α’)}为20~70%。该铁素体系耐热铸钢,因为900℃以上的耐热特性优异,所以适于排气系统零件,因为增多了C含量,所以具有良好的流动性,铸造性得到改善。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于日立金属株式会社,未经日立金属株式会社许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201180047534.4/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:一种肝功能检查贮血装置
- 下一篇:液晶显示面板用基板的制造方法和光掩膜