[发明专利]球状石墨铸铁

说明书

技术领域

本发明涉及球状石墨铸铁，特别涉及适合应用于汽车的行驶部件、引擎部件的球状石墨铸铁。

背景技术

为了实现汽车等的燃油效率提高，日益要求车辆用部件的轻量化。作为实现车辆用部件的轻量化的方法，可以举出将一直以来使用的球状石墨铸铁变更为比重小的铝合金、镁合金等轻合金。然而，由于轻合金的杨氏模量与球状石墨铸铁相比较低，因此在向汽车的行驶部件、引擎部件等应用轻合金的情况下，为了确保刚性需要增大截面积，难以得到符合比重的轻量化。另外，由于轻合金与球状石墨铸铁相比材料成本较高，轻合金的应用受到限制。

另一方面，有通过对金属板进行钣金加工来制造车辆用部件，实现薄壁化和轻量化的方法。然而，钣金加工由于材料的加工性、成形性等的限制而形状自由度小，复杂形状的情况下难以一体成形。因此，需要在将车辆用部件分割成多个部件并对各部件进行钣金加工后，将部件彼此接合，存在发生接合部的强度降低、部件件数增加、制造成本上升的问题。

可是，作为一直以来用于汽车的行驶部件的球状石墨铸铁，多用抗拉强度为400～450MPa的FCD400材、FCD450材(依照JIS G 5502)等。并且，作为使用球状石墨铸铁实现部件的轻量化的方法，可以举出使用比上述FCD400材、FCD450材强度更高的FCD500材、FCD600材(依据JIS G 5502)等，减小部件的截面积(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-308018公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于上述的FCD500材、FCD600材而言，虽然抗拉强度变高，但伸长率、冲击值显著降低而变脆，因而用于抑制车辆发生冲撞时部件断裂的伸长率、冲击值不能说充分。特别是若材料变脆，则容易引起不伴随塑性变形的突发破坏即脆性断裂。并且，汽车的行驶部件、引擎部件需要即使在作用短时间内产生大的负荷那样的冲击负荷的情况下也不断裂(分离)，期望的是难以脆性断裂，且具有强度、延展性、韧性的材料。

对汽车的行驶部件一般要求的机械性能在例如FCD450材的情况下，伸长率为10％以上，常温下的冲击值(带U槽口的评价)为10J/cm²以上，脆性断面率为50％以下。

本发明解决上述问题，目的在于提供强度和延展性均高的球状石墨铸铁。

用于解决问题的手段

本发明的球状石墨铸铁以质量％计含有C：3.3～4.0％、Si：2.1～2.7％、Mn：0.20～0.50％、S：0.005～0.030％、Cu：0.20～0.50％、Mg：0.03～0.06％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，抗拉强度为550MPa以上且伸长率为12％以上。

以质量％计，优选含有Mn和Cu合计0.45～0.60％。

以质量％计，Si的含量、与Mn和Cu的合计含量之比(Si/(Mn+Cu))优选为4.0～5.5。

优选石墨粒数为300个/mm²以上、且石墨的平均粒径为20μm以下。

常温及-30℃时的冲击值优选为10J/cm²以上。

0℃时的冲击断裂面的脆性断面率优选为50％以下。

发明效果

根据本发明，可以得到强度和延展性均高的球状石墨铸铁。

附图说明

图1是表示用于制作实施例的空腔形状的冷芯盒(betaset)铸模的俯视图。

图2是表示实施例1的试验片的截面的组织照片的图。

图3是表示实施例2的试验片的截面的组织照片的图。

图4是表示比较例1的试验片的截面的组织照片的图。

图5是表示比较例2的试验片的截面的组织照片的图。

图6是表示实施例1的冲击试验(RT：室温)后的试验片的截面照片的图。

图7是表示实施例2的冲击试验(RT：室温)后的试验片的截面照片的图。

图8是表示比较例1的冲击试验(RT：室温)后的试验片的截面照片的图。

图9是表示比较例2的冲击试验(RT：室温)后的试验片的截面照片的图。

图10是表示各实施例(本发明材)和比较例的抗拉强度与伸长率的关系的图。

图11是表示各实施例(本发明材)和比较例的冲击值与温度的关系的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在本发明中％只要没有特别说明，则表示质量％。