15%クロム鋳鉄のマルテンサイト変態温度と硬さに及ぼす冷却条件の影響

The Effect of Cooling Conditions on Martensite Transformation Temperature and Hardness of 15% Cr Chromium Cast Iron.

• Mirosław Tupaj
• Antoni Władysław Orłowicz
• Andrzej Trytek
• Marek Mróz
• Grzegorz Wnuk
• Anna Janina Dolata

抄録

本論文で報告された研究は、材料の高い硬度値を得るために過冷却オーステナイトのマルテンサイトへの完全な変態を確実にすることができる約15%のCr含有量の高クロム鋳鉄を冷却する条件に関するものであり、それによって材料の高い耐摩耗性を得ることができる。試験には、空洞面の一方をチルで再現した砂型に、寸法１２０ｍｍ×１００ｍｍ×１５ｍｍの鋳物を用意した。鋳物から、4 mm × 4 mm × 16 mmの寸法を持つディラトメトリック試験用の試料と、熱処理試験のための50 mm × 50 mm × 15 mmの寸法を持つプレートを採取した。希釈試験片は、チルとの相互作用の対象となる領域から切り出した。オーステナイト化温度と時間はそれぞれ1000℃と30分であった。マルテンサイト変態開始温度Tと終了温度Tを決定するために液体窒素中で急冷した試料のディラトグラムを用いたが，空気中と水中で急冷した試料のディラトグラムからはTのみがレッドアウトしている．過冷却オーステナイトのマルテンサイトへの変態過程を完全に把握し、変態終了温度を明らかにするためには、液体窒素中での冷却を続ける必要があった。その結果、Tは焼入れ方法に強く依存することがわかったが、採用した冷却条件のいずれにおいてもT値はほぼ同じであった。これらの冷却条件を用いて、68HRCの硬さを得るための熱処理プロセスを開発した。

The research reported in the paper concerned the conditions of cooling high-chromium cast iron with about 15% Cr content capable to ensure completeness of transformation of supercooled austenite into martensite in order to obtain high hardness value of the material and thus its high resistance to abrasive wear. For testing, castings were prepared with dimensions 120 mm × 100 mm × 15 mm cast in sand molds in which one of cavity surfaces was reproduced with chills. From the castings, specimens for dilatometric tests were taken with dimensions 4 mm × 4 mm × 16 mm and plates with dimensions 50 mm × 50 mm × 15 mm for heat treatment tests. The dilatometric specimens were cut out from areas subject to interaction with the chill. The austenitizing temperature and time were 1000 °C and 30 min, respectively. Dilatograms of specimens quenched in liquid nitrogen were used to determine martensite transformation start and finish temperatures T and T, whereas from dilatograms of specimens quenched in air and in water, only T was red out. To secure completeness of the course of transformation of supercooled austenite into martensite and reveal the transformation finish temperature, it was necessary to continue cooling of specimens in liquid nitrogen. It has been found that T depended strongly on the quenching method whereas T values were similar for each of the adopted cooling conditions. The examined cooling variants were used to develop a heat treatment process allowing to obtain hardness of 68 HRC.