球状化処理後のfadingと黒鉛形状

A-21
球状化処理後のフェイディングと黒鉛形状に関する研究
04-1-45-262 杉原 琢弥
1. 緒言
鋳鉄は、その黒鉛形状によりさまざまな性質を
有する。黒鉛組織の変化を正確に知ることで、製
品に適した組織を使い分けることができる。
本研究では黒鉛組織を詳しく観測し、黒鉛組織
の発生条件を明確にすることを目的とした。Mg処
理により球状化された黒鉛形状は、フェイディン
グにより黒鉛に変化を起こす。そのため熱分析装
置ATAS(Adaptive Thermal Analysis System)を使
用し、Mgのフェイディングが黒鉛組織をどのよう
に変えたかを調べた。冷却曲線と組織についての
比較をした。
2. 実験方法
2.1 球状化処理
本実験で使用した処理法はサンドイッチ法（置
き注ぎ法）を使用した。この方法はるつぼの底の
ポケット部分に球状化剤を置き、その上にカバー
剤として Fe-Si 合金を入れ、鋳鉄溶湯が注ぎ込ま
れると、カバー剤が溶け、球状化剤も溶け始めて
反応が始まる。
2.2 実験方法
供試材料には銑鉄、C、Fe-Si 合金、を所定量配
合し溶製した鋳鉄材を用いた。球状化黒鉛鋳鉄の
化 学 組 成 は 、 C 3.7mass% 、 Si 2.5mass% 、 Mn
0.12mass%、 P 0.07mass%、 S 0.01mass%とし、Mg
を 5%含む Fe-Si-Mg を 1.5%添加した。高周波誘導
電気炉を使用して、およそ７kg を 15 号黒鉛るつ
ぼ内で溶解し、この溶湯を 1773K で、上記で記し
たサンドイッチ法で注湯した。注湯後、再び高周
波誘導電気炉に置き 1773K で保持しながら、始め
6min でその後 3min 間隔で溶湯を取り出し熱分析
装置 ATAS で冷却速度を調べた。
1500℃
温度
Mg処理
処理後12min
処理後9min
処理後6min
時間 min
図１ 球状化処理後の溶湯取り出し時間
溶湯取り出し時間を図１に記した。その後、供
試試料をマイクロカッターで切断し、各試料の研
磨、バフ研磨後、レーザ顕微鏡を用いて組織観察
を行った。
3. 実験結果および考察
黒鉛の生成状況を、レーザ顕微鏡を用いて観察
した。図２に顕微鏡組織を示す。図２より、球状
化処理後 6min で球状化されていた組織が 9min で
は球状化が崩れていることが確認できた。なお
9min で冷却速度が大きくなると片状黒鉛に変化
していた。12min では共晶状黒鉛を観察できた。
組織観察と成分分析、熱分析から黒鉛形状の変化
を見ることができた。
球状化処理後 6min
冷却速度 小
球状化処理後 9min
冷却速度 小
球状化処理後 9min 球状化処理後 12min
冷却速度 小
冷却速度 大
100μm
図２ 球状化処理後の黒鉛形状の変化
4. 結言
本研究で熱分析装置 ATAS と組織観察により検
討した結果、以下のことが明らかになった。
(1) 熱分析装置 ATAS により冷却速度が黒鉛組
織に影響をあたえることがわかった。
(2) Mg 処理により球状化された黒鉛組織が Mg
のフェイディングにより変化することが観察
できた。Mg のフェイディングと黒鉛形状に密
接な関係があることがわかった。