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JP2017179404A - Manufacturing method of cast steel article - Google Patents

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JP2017179404A
JP2017179404A JP2016064489A JP2016064489A JP2017179404A JP 2017179404 A JP2017179404 A JP 2017179404A JP 2016064489 A JP2016064489 A JP 2016064489A JP 2016064489 A JP2016064489 A JP 2016064489A JP 2017179404 A JP2017179404 A JP 2017179404A
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JP
Japan
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cast steel
gas
steel product
thermal shock
molten metal
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Application number
JP2016064489A
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Japanese (ja)
Inventor
勝二 和田
Shoji Wada
勝二 和田
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Taihei Kinzoku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taihei Kinzoku Kogyo Co Ltd
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a cast steel article capable of manufacturing the cast steel article excellent in heat impact resistance by reducing inclusions.SOLUTION: The manufacturing method of a cast steel article includes flowing Ar gas in a high frequency induction furnace to obtain a molten metal of the cast steel article while stirring and conducting a vacuum degasification treatment on the resulting molten metal at 100 Torr or less for 10 min. to 30 min. while stirring the same with Ar gas. A flow rate of the Ar gas while the vacuum degasification treatment is preferably 0.1 L/min. to 1.0 L/min. The cast steel article obtained by the manufacturing method has inclusion amount of less than 0.1%.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、耐熱衝撃特性に優れた鋳鋼品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a cast steel product having excellent thermal shock characteristics.

鋳造品の製造に必要となる金属溶湯には、水素ガスや、酸化物をはじめとする非金属介在物が含まれることが多い。例えば、金属溶湯中に水素ガスが多く存在すると、鋳造品にガスポロシティー等の欠陥を生じさせ、また、酸化物等が含まれると、鋳造品中において介在物となる。   In many cases, the molten metal necessary for the production of a cast product contains non-metallic inclusions such as hydrogen gas and oxides. For example, when a large amount of hydrogen gas is present in the molten metal, defects such as gas porosity are generated in the cast product, and inclusions in the cast product become inclusions in the cast product.

このような欠陥や介在物は、どちらも鋳造品の破壊の起点となって、材料の耐熱衝撃性が大きく損なわれることとなり、製品組立の溶接施工時において溶接割れの主な原因となってしまう。また、繰り返しの温度変動を伴う使用環境下においては、同様の理由により、短寿命となる原因となってしまう。   Both of these defects and inclusions are the starting point for the destruction of the cast product, which greatly impairs the thermal shock resistance of the material, and is the main cause of weld cracking during welding of product assembly. . Moreover, in a use environment with repeated temperature fluctuations, it becomes a cause of short life due to the same reason.

このため、鋳造品中に水素ガスや非金属介在物が多く含まれるのは、製品の品質上好ましくなく、製品品質の低下を防ぐ方法が求められている。   For this reason, it is not preferable in terms of product quality that a casting product contains a lot of hydrogen gas and non-metallic inclusions, and a method for preventing deterioration of product quality is required.

例えば、特許文献1には、金属溶湯中の水素ガスや酸化物等の非金属介在物を除去するために、真空中に設置した保持炉において、溶湯中にAr等の不活性ガスを導入して撹拌し、微細に分散させた不活性ガスに金属溶湯内の水素や非金属介在物を吸着させて除去するVOD(vacuum oxygen decarburization)法が開示されている。   For example, Patent Document 1 introduces an inert gas such as Ar into a molten metal in a holding furnace installed in a vacuum in order to remove non-metallic inclusions such as hydrogen gas and oxides in the molten metal. A VOD (vacuum oxygen decarburization) method is disclosed in which hydrogen and nonmetallic inclusions in a molten metal are adsorbed and removed by an inert gas finely dispersed by stirring.

しかしながら、特許文献1に開示された方法は、窒素の濃度を精度よく調整しながら、介在物の低減を促進することを目的としており、そのことから、窒素ガスによる還流を必須の条件としている。   However, the method disclosed in Patent Document 1 aims to promote the reduction of inclusions while adjusting the concentration of nitrogen with high accuracy. Therefore, reflux with nitrogen gas is an essential condition.

特開2013−224461号公報JP2013-224461A

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、介在物量を低減させて、耐熱衝撃特性に優れた鋳鋼品を製造することができる方法を提供することを目的とする。   This invention is proposed in view of such a situation, and it aims at providing the method of reducing the amount of inclusions and manufacturing the cast steel goods excellent in the thermal shock resistance characteristic.

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、Arガスを流して攪拌しながら溶解した鋳鋼品の溶湯を、所定の条件に保持して、Arガスにより撹拌しながら真空脱ガス処理を施すことで、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventor maintained a predetermined condition of the molten molten steel cast while flowing Ar gas and stirring it, and performing vacuum degassing while stirring with Ar gas. The present inventors have found that the above-described problems can be solved and have completed the present invention.

(1)本発明の第1の発明は、高周波誘導炉でArガスを流して攪拌しながら溶解した鋳鋼品の溶湯を得て、得られた該溶湯に対して、100Torr以下で10分間〜30分間保持して、Arガスにより撹拌しながら真空脱ガス処理を施す、耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法であり。   (1) According to the first aspect of the present invention, a molten molten cast steel product is obtained while flowing Ar gas in a high-frequency induction furnace while stirring, and the obtained molten metal is 10 to 30 minutes at 100 Torr or less. This is a method for producing a cast steel product having thermal shock resistance, which is held for a minute and subjected to vacuum degassing while being stirred with Ar gas.

(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、0.1L/min〜1.0L/minの流量のArガスを用いて、前記溶湯を撹拌する、耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法である。   (2) The second invention of the present invention is the cast steel having the thermal shock characteristics according to the first invention, wherein the molten metal is stirred using Ar gas having a flow rate of 0.1 L / min to 1.0 L / min. Product manufacturing method.

(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、窒素ガスを吹き込まない、耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法である。   (3) The third invention of the present invention is a method for producing a cast steel product having thermal shock resistance characteristics, in which nitrogen gas is not blown in the first or second invention.

(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記鋳鋼品に含まれる介在物量が、0.1%未満である、耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法である。   (4) According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the amount of inclusions contained in the cast steel product is less than 0.1%. It is a manufacturing method.

(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記鋳鋼品は、C:0.20wt%〜0.50wt%、Si:≦2.00wt%、Mn:≦2.00wt%、P:≦0.040wt%、S:≦0.040wt%、Ni:11.00wt%〜28.00wt%、Cr:23.00wt%〜37.00wt%含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、さらにNi:33.00wt%以上である場合には、W:1.00wt%〜6.00wt、Co:2.00wt%〜17.00wt%を含有してなる、耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法である。   (5) According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the cast steel product includes C: 0.20 wt% to 0.50 wt%, Si: ≤ 2.00 wt%, Mn : ≦ 2.00 wt%, P: ≦ 0.040 wt%, S: ≦ 0.040 wt%, Ni: 11.00 wt% to 28.00 wt%, Cr: 23.00 wt% to 37.00 wt%, the balance Is made of Fe and inevitable impurities, and when Ni is 33.00 wt% or more, W: 1.00 wt% to 6.00 wt, Co: 2.00 wt% to 17.00 wt%, A method for producing a cast steel product having thermal shock resistance.

(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記鋳鋼品は、C:0.15wt%〜0.40wt%、Si:≦0.50wt%、Mn:≦1.00wt%、P:≦0.040wt%、S:≦0.040wt%、Fe:≦10.00wt%、Cr:32.00wt%〜36.00wt%、W:4.00wt%〜17.00wt%を含有し、残部がNi及び不可避不純物からなる、耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法である。   (5) According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the cast steel product includes C: 0.15 wt% to 0.40 wt%, Si: ≤ 0.50 wt%, Mn : ≦ 1.00 wt%, P: ≦ 0.040 wt%, S: ≦ 0.040 wt%, Fe: ≦ 10.00 wt%, Cr: 32.00 wt% to 36.00 wt%, W: 4.00 wt% ~ This is a method for producing a cast steel product having a thermal shock characteristic, containing 17.00 wt%, with the balance being Ni and inevitable impurities.

本発明によれば、介在物量を効果的に低減させることができ、耐熱衝撃特性に優れた鋳鋼品を製造することができる。   According to the present invention, the amount of inclusions can be effectively reduced, and a cast steel product having excellent thermal shock characteristics can be manufactured.

熱衝撃試験に用いる試験片の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the test piece used for a thermal shock test. 実施例、比較例で得られた試料のそれぞれの顕微鏡観察像である。It is each microscope observation image of the sample obtained by the Example and the comparative example. 実施例1及び比較例1の熱衝撃試験の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of the thermal shock test of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例2及び比較例2の熱衝撃試験の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of the thermal shock test of Example 2 and Comparative Example 2. 実施例3及び比較例3の熱衝撃試験の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of the thermal shock test of Example 3 and Comparative Example 3.

以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。   Hereinafter, a specific embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, A various change is possible in the range which does not change the summary of this invention.

本実施の形態に係る鋳鋼品の製造方法は、耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法である。具体的に、この製造方法では、先ず、高周波誘導炉でArガスを吹き込んで攪拌しながら溶解することによって鋳鋼品の溶湯を得る。そして、得られたその溶湯に対して、100Torr以下で、Arガスを用いて撹拌しながら10〜30分間保持することによって、真空脱ガス処理を施す。   The method for producing a cast steel product according to the present embodiment is a method for producing a cast steel product having thermal shock characteristics. Specifically, in this manufacturing method, first, Ar gas is blown in a high-frequency induction furnace and melted while stirring to obtain a molten steel product. And the vacuum degassing process is given with respect to the obtained molten metal by stirring for 10 to 30 minutes using Ar gas at 100 Torr or less.

真空脱ガス処理は、例えば、公知の真空脱ガス処理装置を用いて行うことができる。例えば、真空脱ガス処理装置としては、特に限定されないが、溶湯が装入される取鍋と、真空状態として取鍋に装入した溶湯内のガス成分や酸化物の除去を行う真空槽とを備える。また、真空槽の下部には、不活性ガスであるArガスを吹き込む吹き込み口が設けられ、真空槽の上部には、真空槽内のガスを排気する排気口が設けられている。   The vacuum degassing process can be performed using, for example, a known vacuum degassing apparatus. For example, the vacuum degassing apparatus is not particularly limited, and includes a ladle in which the molten metal is charged and a vacuum tank for removing gas components and oxides in the molten metal charged in the ladle as a vacuum state. Prepare. In addition, a blow-in port for blowing Ar gas, which is an inert gas, is provided in the lower part of the vacuum tank, and an exhaust port for exhausting the gas in the vacuum tank is provided in the upper part of the vacuum tank.

真空脱ガス処理装置に装入する溶湯は、所望とする組成の鋳鋼品となるように秤量した金属材料を、高周波誘電炉を用いて溶解させることによって得ることができる。このとき、溶解に際しては、誘電炉内に装入された金属材料に対して、不活性ガスであるArガスを吹き込むことによって十分に撹拌させながら行う。このように、金属材料を溶解して溶湯とする際においても、Arガスを吹き込んで撹拌しながら行うことで、溶湯に含まれる水素ガス等のガス成分や、酸化物成分をより効果的に除去することができる。   The molten metal charged into the vacuum degassing apparatus can be obtained by melting a metal material weighed so as to be a cast steel product having a desired composition using a high frequency dielectric furnace. At this time, the melting is performed while sufficiently stirring the metal material charged in the dielectric furnace by blowing Ar gas, which is an inert gas. As described above, even when the metal material is melted to form a molten metal, the gas component such as hydrogen gas and the oxide component contained in the molten metal are more effectively removed by blowing and stirring Ar gas. can do.

高周波誘電炉としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。   The high frequency dielectric furnace is not particularly limited, and a known one can be used.

次に、溶解して得られた鋳鋼品の溶湯に対して、真空脱ガス処理を施す。この真空脱ガス処理においては、100Torr以下に真空引きして維持し、Arガスを用いて溶湯を攪拌しながら、10分間〜30分間保持することによって行う。   Next, vacuum degassing treatment is performed on the molten cast steel product obtained by melting. This vacuum degassing treatment is performed by evacuating to 100 Torr or less and holding the molten metal for 10 to 30 minutes while stirring the Ar gas.

なお、溶解炉である高周波誘電炉と、真空脱ガス処理装置とをそれぞれ用意し、溶解炉にて溶湯を得た後、その溶湯を真空脱ガス処理装置の取鍋内に装入して、真空脱ガス処理を行うようにすることができるが、溶解炉に真空脱ガス処理装置を具備させ、溶解して溶湯を得た後にそのまま(取鍋等に移すことなく)、真空脱ガス処理を行うようにしてもよい。このように、溶解炉に真空脱ガス処理装置を具備させ、得られた溶湯に対してそのまま真空脱ガス処理を行うことで、効率的な操業が可能となる。また、取鍋に移送させる際のガス成分や酸化物の混入も防ぐことができ、より効果的に、介在物量を低減した鋳鋼品を得ることができる。   In addition, a high frequency dielectric furnace that is a melting furnace and a vacuum degassing treatment device are prepared, and after obtaining molten metal in the melting furnace, the molten metal is charged into a ladle of the vacuum degassing treatment device, Although vacuum degassing treatment can be performed, a vacuum degassing treatment device is provided in the melting furnace, and after melting and obtaining molten metal, the vacuum degassing treatment is performed as it is (without transferring to a ladle or the like). You may make it perform. Thus, an efficient operation becomes possible by providing the melting furnace with a vacuum degassing apparatus and performing the vacuum degassing process on the obtained molten metal as it is. Moreover, mixing of the gas component and oxide at the time of making it transfer to a ladle can also be prevented, and the cast steel article which reduced the amount of inclusions more effectively can be obtained.

真空脱ガス処理においては、真空槽内を100Torr以下の真空度に保持して行う。また、好ましくは50Torr以下とし、より好ましくは30Torr以下とする。このように、真空度として100Torr以下に保持して処理することによって、介在物を効果的に除去することができる。具体的に、真空脱ガス処理においては、例えば、真空槽の上部に設けられた排気口から真空槽内のガスを排気してその内部を略真空の状態とする。   In the vacuum degassing process, the vacuum chamber is maintained at a vacuum degree of 100 Torr or less. Further, it is preferably 50 Torr or less, more preferably 30 Torr or less. Thus, inclusions can be effectively removed by maintaining the degree of vacuum at 100 Torr or less. Specifically, in the vacuum degassing process, for example, the gas in the vacuum chamber is exhausted from an exhaust port provided in the upper portion of the vacuum chamber, and the inside thereof is brought into a substantially vacuum state.

真空状態の保持時間としては、10分間〜30分間とする。このような保持時間で真空度を100Torr以下に保持して真空脱ガス処理を施すことによって、介在物を効果的に除去することができる。   The holding time in the vacuum state is 10 minutes to 30 minutes. Inclusions can be effectively removed by performing vacuum degassing while maintaining the degree of vacuum at 100 Torr or less for such a holding time.

また、真空脱ガス処理においては、真空槽の下部に設けられた吹き込み口を介してArガスの吹き込みを行うことによって、Arガスを溶湯内で循環させるようにし、それにより、溶湯を攪拌させる。このように、真空引き中において、Arガスを吹き込んで攪拌しながら真空脱ガス処理を施すことによって、溶湯に含まれる水素ガス等のガス成分や、酸化物成分を効果的に除去することができる。   Further, in the vacuum degassing process, Ar gas is blown through a blowing port provided in the lower part of the vacuum chamber so that Ar gas is circulated in the molten metal, thereby stirring the molten metal. In this way, during vacuuming, gas components such as hydrogen gas and oxide components contained in the molten metal can be effectively removed by performing vacuum degassing while blowing Ar gas and stirring. .

Arガスの流量としては、特に限定されないが、0.1L/min〜10L/min程度とすることが好ましく、0.3L/min〜5.0L/min程度とすることがより好ましく、0.5L/min〜1.0L/min程度とすることが特に好ましい。Arガスの流量が0.1L/min未満であると、溶湯を十分に撹拌することができず、溶湯中のガス成分や酸化物等を除去することができない可能性がある。一方で、Arガスの流量が10L/minより多いと、それ以上にガス成分や酸化物等を除去する効果は高まらず、また、溶湯から飛沫が生じて炉体にダメージを与えることで装置寿命が短くなり、コストが上昇する可能性がある。   The flow rate of Ar gas is not particularly limited, but is preferably about 0.1 L / min to 10 L / min, more preferably about 0.3 L / min to 5.0 L / min, and 0.5 L / Min to about 1.0 L / min is particularly preferable. If the flow rate of Ar gas is less than 0.1 L / min, the molten metal cannot be sufficiently stirred, and gas components, oxides, and the like in the molten metal may not be removed. On the other hand, if the flow rate of Ar gas is higher than 10 L / min, the effect of removing gas components, oxides, etc. will not be enhanced further, and the life of the apparatus will be damaged by spraying from the molten metal and damaging the furnace body. May shorten and increase costs.

ここで、この鋳鋼品の製造方法においては、溶湯内にN(窒素)ガスを吹き込まない(還流させない)。真空脱ガス処理において、例えばArガスと共に、あるいはArガスに代えて、Nガスを吹き込んだ場合、溶湯の攪拌能力は高まると考えられるが、溶湯に窒素成分が含有されることになり、得られる鋳鋼品の組成に影響する。 Here, in this method for producing a cast steel product, N 2 (nitrogen) gas is not blown into the molten metal (not refluxed). In the vacuum degassing process, for example, when N 2 gas is blown together with Ar gas or instead of Ar gas, it is considered that the stirring ability of the molten metal is increased, but the molten metal contains a nitrogen component. Affects the composition of cast steel products.

本実施の形態においては、具体的には、C:0.20wt%〜0.50wt%、Si:≦2.00wt%、Mn:≦2.00wt%、P:≦0.040wt%、S:≦0.040wt%、Ni:11.00wt%〜28.00wt%、Cr:23.00wt%〜37.00wt%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、さらにNi:33.00wt%以上においては、W:1.00wt%〜6.00wt、Co:2.00wt%〜17.00wt%を含有する耐熱性を有する鋳鋼品を製造する。   In the present embodiment, specifically, C: 0.20 wt% to 0.50 wt%, Si: ≦ 2.00 wt%, Mn: ≦ 2.00 wt%, P: ≦ 0.040 wt%, S: ≦ 0.040 wt%, Ni: 11.00 wt% to 28.00 wt%, Cr: 23.00 wt% to 37.00 wt%, with the balance being Fe and inevitable impurities, and Ni: 33.00 wt% or more , A cast steel product having heat resistance containing W: 1.00 wt% to 6.00 wt% and Co: 2.00 wt% to 17.00 wt% is manufactured.

また、他の組成例としては、C:0.15wt%〜0.40wt%、Si:≦0.50wt%、Mn:≦1.00wt%、P:≦0.040wt%、S:≦0.040wt%、Fe:≦10.00wt%、Cr:32.00wt%〜36.00wt%、W:4.00wt%〜17.00wt%を含有し、残部がNi及び不可避不純物からなる鋳鋼品を製造することができる。   Other composition examples include C: 0.15 wt% to 0.40 wt%, Si: ≦ 0.50 wt%, Mn: ≦ 1.00 wt%, P: ≦ 0.040 wt%, S: ≦ 0. Manufacture of cast steel products containing 040 wt%, Fe: ≦ 10.00 wt%, Cr: 32.00 wt% to 36.00 wt%, W: 4.00 wt% to 17.00 wt%, with the balance being Ni and inevitable impurities can do.

さて、本実施の形態に係る製造方法においては、高周波誘導炉でArガスを流して攪拌しながら溶解した鋳鋼品の溶湯を、100Torr以下で、Arガスを用いて撹拌しながら10〜30分間保持して真空脱ガス処理を施すことで、例えば上述した組成を有するものであって、介在物量を有効に低減させた鋳鋼品を得ることができる。そして、鋳鋼品において、介在物量が少ないことから、破壊の起点が少なく、したがって、耐衝撃性、耐熱性を有する鋳鋼品となる。   In the manufacturing method according to the present embodiment, a molten cast steel product melted while flowing Ar gas in a high-frequency induction furnace and being stirred is held for 10 to 30 minutes while stirring with Ar gas at 100 Torr or less. Then, by performing the vacuum degassing treatment, for example, a cast steel product having the above-described composition and effectively reducing the amount of inclusions can be obtained. And since there are few inclusions in a cast steel product, there are few starting points of destruction, Therefore It becomes a cast steel product which has impact resistance and heat resistance.

具体的に、この製造方法により得られる鋳鋼品においては、介在物量が0.1%未満である。介在物量は、例えば、JIS G 0555に規定されている「鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法」に基づき、顕微鏡観察像から得られる介在物の面積から測定することができる。   Specifically, in the cast steel product obtained by this manufacturing method, the amount of inclusions is less than 0.1%. The amount of inclusions can be measured from the area of inclusions obtained from a microscope observation image based on, for example, “Microscopic test method for nonmetallic inclusions in steel” defined in JIS G 0555.

また、上述したように、この製造方法により得られる鋳鋼品は、耐熱性を有するものである。「耐熱性」とは、繰り返しの温度変動を伴う使用環境下においても、その耐衝撃性を維持する性質をいい、これにより、鋳鋼品が長寿命化する。なお、この鋳鋼品の特性を、耐熱衝撃特性ともいう。   Moreover, as mentioned above, the cast steel product obtained by this manufacturing method has heat resistance. “Heat resistance” refers to the property of maintaining the impact resistance even in a use environment with repeated temperature fluctuations, thereby extending the life of the cast steel product. In addition, the characteristic of this cast steel product is also called a thermal shock characteristic.

この耐熱衝撃特性は、例えば以下に示す熱衝撃試験によって実施することができる。なお、「熱衝撃」とは、一体構造物(例えば鋳鋼品)に濃度勾配が発生して、大きな熱応力がそれに伴って発生することをいう。
[熱衝撃試験]
図1に示すような偏心リングを試験片として用い、加熱×20分→水冷×15秒の急熱、急冷の熱サイクル試験を実施して、その後の試験片の割れの発生状況を確認する。熱サイクル試験における加熱温度としては、鋳鋼品の目的とする使用温度に応じて適宜設定することができる。
This thermal shock characteristic can be carried out, for example, by the thermal shock test shown below. “Thermal shock” means that a concentration gradient is generated in an integral structure (for example, a cast steel product), and a large thermal stress is generated accordingly.
[Thermal shock test]
Using an eccentric ring as shown in FIG. 1 as a test piece, a heating cycle of heating × 20 minutes → water cooling × 15 seconds and a rapid cooling thermal cycle test are carried out, and the occurrence of cracks in the subsequent test piece is confirmed. The heating temperature in the heat cycle test can be appropriately set according to the intended use temperature of the cast steel product.

以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例]
JIS規格の「SCH13」と「SCH22」、米国BLAW−KNOX社製の「NA22H」の3つの金属材料を用いた。実施例では、高周波誘導炉で金属材料を、Arガスを吹き込んで攪拌しながら溶解した溶湯を、100Torr以下で、Arガスを用いて撹拌しながら10分間保持して、流量を0.5L/minに調整したArガスを溶湯に吹き込んで撹拌して真空脱ガス処理を施した。
[Example]
Three metal materials of “SCH13” and “SCH22” of JIS standards and “NA22H” manufactured by BLAW-KNOX, USA were used. In the embodiment, a molten metal melted with Ar gas blown and stirred in a high-frequency induction furnace was held at 100 Torr or less for 10 minutes while stirring with Ar gas, and the flow rate was 0.5 L / min. The Ar gas adjusted to was blown into the molten metal and stirred to perform vacuum degassing.

試料は、鋳放し寸法が直径30mm、長さ300mmとなるよう砂型にて鋳造して鋳鋼品とした。   The sample was cast in a sand mold so as to have an as-cast dimension of 30 mm in diameter and 300 mm in length to obtain a cast steel product.

[比較例]
比較例では、「SCH13」、「SCH22」、及び「NA22H」の3つの金属材料を溶解して、得られた溶湯に対して真空脱ガス処理を行うことなく鋳造した。
[Comparative example]
In the comparative example, three metal materials of “SCH13”, “SCH22”, and “NA22H” were melted, and the obtained molten metal was cast without performing vacuum degassing treatment.

試料は、実施例1と同様に、鋳放し寸法が直径30mm、長さ300mmとなるよう砂型にて鋳造して鋳鋼品とした。   In the same manner as in Example 1, the sample was cast in a sand mold so as to have an as-cast dimension of 30 mm in diameter and 300 mm in length to obtain a cast steel product.

下記表1に、実施例、比較例にて得られた鋳鋼品の成分分析の結果を示す。   Table 1 below shows the results of component analysis of the cast steel products obtained in the examples and comparative examples.

[評価]
(介在物量の測定)
実施例1〜3、比較例1〜3で得られた試料に基づいて、介在物量の測定を行った。下記表2に、測定結果をまとめて示す。なお、介在物量は、JIS G 0555に規定されている「鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法」に基づいて行った。図2は、実施例、比較例で得られた試料のそれぞれの顕微鏡観察像である。
[Evaluation]
(Measurement of inclusion amount)
Based on the samples obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the amount of inclusions was measured. Table 2 below summarizes the measurement results. The amount of inclusions was determined based on “Microscopic test method for nonmetallic inclusions in steel” defined in JIS G 0555. FIG. 2 is a microscopic observation image of each sample obtained in Examples and Comparative Examples.

表2に示すように、いずれの材質においても、実施例の介在物量は、比較例の介在物量より50%以上低減されていた。   As shown in Table 2, in any material, the amount of inclusions in the example was reduced by 50% or more than the amount of inclusions in the comparative example.

(熱衝撃試験)
実施例1〜3、比較例1〜3で得られた試料について熱衝撃試験を行った。熱衝撃試験は、得られた試料を用いて、図1に示す形状の試験片(偏心リング)を作製し、下記表3の条件サイクルで加熱、冷却を行い内部熱応力を生じさせ、割れの発生状況を観察した。
(Thermal shock test)
The thermal shock test was done about the sample obtained in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3. In the thermal shock test, a test piece (eccentric ring) having the shape shown in FIG. 1 is prepared using the obtained sample, and heating and cooling are performed in the condition cycle shown in Table 3 below to generate internal thermal stress. The occurrence was observed.

下記表4に、実施例1及び比較例1(SCH13)のサイクル数に対する割れの発生件数の結果を示し、下記表5に、実施例2及び比較例2(SCH22)のサイクル数に対する割れの発生件数を示し、下記表6に、実施例3及び比較例3(NA22H)のサイクル数に対する割れの発生件数を、それぞれ示す。また、図3〜図5は、表4〜表6に示す結果をグラフ化したものである。   Table 4 below shows the results of the number of cracks generated with respect to the number of cycles of Example 1 and Comparative Example 1 (SCH13), and Table 5 below shows the occurrence of cracks with respect to the number of cycles of Example 2 and Comparative Example 2 (SCH22). Table 6 below shows the number of cracks generated with respect to the number of cycles of Example 3 and Comparative Example 3 (NA22H). 3 to 5 are graphs of the results shown in Tables 4 to 6.

表4〜表6、図3〜図5に示したように、いずれの材質においても、実施例の試料では割れが発生するサイクル数が多かった。このことから、実施例のように、高周波誘導炉で金属材料を、Arガスを流して攪拌しながら溶解した溶湯を用いて、所定の条件で真空脱ガス処理を施すことによって、介在物量を有効にて減らすことができ、耐熱衝撃特性に優れた鋳鋼品を得ることができることが分かった。   As shown in Tables 4 to 6 and FIGS. 3 to 5, in any of the materials, the number of cycles in which cracks occurred was large in the samples of the examples. Therefore, as in the example, the amount of inclusions is effectively increased by performing vacuum degassing treatment under predetermined conditions using a molten metal melted while flowing Ar gas in a high-frequency induction furnace while stirring. It was found that a cast steel product having excellent thermal shock resistance can be obtained.

Claims (6)

高周波誘導炉でArガスを流して攪拌しながら溶解した鋳鋼品の溶湯を得て、得られた該溶湯に対して、100Torr以下で10分間〜30分間保持し、Arガスにより撹拌しながら真空脱ガス処理を施す
耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法。
A molten molten cast steel product was obtained while flowing Ar gas in a high-frequency induction furnace and stirring. The obtained molten metal was held at 100 Torr or less for 10 to 30 minutes, and vacuum degassing while stirring with Ar gas. A method for producing a cast steel product having a thermal shock resistance with gas treatment.
0.1L/min〜10L/minの流量のArガスを用いて、前記溶湯を撹拌する
請求項1に記載の耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法。
The method for producing a cast steel product having thermal shock resistance according to claim 1, wherein the molten metal is stirred using Ar gas having a flow rate of 0.1 L / min to 10 L / min.
窒素ガスを吹き込まない
請求項1又は2に記載の耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法。
The method for producing a cast steel product having thermal shock resistance according to claim 1 or 2, wherein nitrogen gas is not blown.
前記鋳鋼品に含まれる介在物量が、0.1%未満である
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法。
The method for producing a cast steel product having thermal shock characteristics according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of inclusions contained in the cast steel product is less than 0.1%.
前記鋳鋼品は、
C:0.20wt%〜0.50wt%、Si:≦2.00wt%、Mn:≦2.00wt%、P:≦0.040wt%、S:≦0.040wt%、Ni:11.00wt%〜28.00wt%、Cr:23.00wt%〜37.00wt%含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、
さらにNi:33.00wt%以上である場合には、W:1.00wt%〜6.00wt、Co:2.00wt%〜17.00wt%を含有してなる
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法。
The cast steel product is
C: 0.20 wt% to 0.50 wt%, Si: ≦ 2.00 wt%, Mn: ≦ 2.00 wt%, P: ≦ 0.040 wt%, S: ≦ 0.040 wt%, Ni: 11.00 wt% -28.00 wt%, Cr: 23.00 wt%-37.00 wt% contained, the balance consisting of Fe and inevitable impurities,
Furthermore, when Ni is 33.00 wt% or more, W: 1.00 wt% to 6.00 wt, Co: 2.00 wt% to 17.00 wt% is contained. A method for producing a cast steel product having the thermal shock characteristics described in the paragraph.
前記鋳鋼品は、
C:0.15wt%〜0.40wt%、Si:≦0.50wt%、Mn:≦1.00wt%、P:≦0.040wt%、S:≦0.040wt%、Fe:≦10.00wt%、Cr:32.00wt%〜36.00wt%、W:4.00wt%〜17.00wt%を含有し、残部がNi及び不可避不純物からなる
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の耐熱衝撃特性を有する鋳鋼品の製造方法。
The cast steel product is
C: 0.15 wt% to 0.40 wt%, Si: ≦ 0.50 wt%, Mn: ≦ 1.00 wt%, P: ≦ 0.040 wt%, S: ≦ 0.040 wt%, Fe: ≦ 10.00 wt% %, Cr: 32.00 wt% to 36.00 wt%, W: 4.00 wt% to 17.00 wt%, with the balance being made of Ni and inevitable impurities. A method for producing a cast steel product having thermal shock resistance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116250155A (en) * 2021-02-24 2023-06-09 株式会社藤仓 fiber-optic laser

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