(57)【要約】  半製品の少なくとも一部分をオーステンパー処理する方法である。本方法は、ａ）前記半製品の前記少なくとも一部分を第１のオーステナイト処理温度まで加熱する工程と、ｂ）前記半製品の前記少なくとも一部分をオーステナイト処理するために予め決められた時間の間だけ前記半製品の前記少なくとも一部分を１つまたはそれ以上のオーステナイト処理温度（Ｔ1…Ｔ1n）にさらす工程と、ｃ）前記半製品の前記少なくとも一部分を焼き入れする工程と、ｄ）前記半製品の前記少なくとも一部分をオーステンパー処理するために１つまたはそれ以上のオーステンパー処理温度（Ｔ2…Ｔ2n）で予め決められた時間の間だけ前記半製品の前記少なくとも一部分を熱処理する工程と、ｅ）前記半製品の前記少なくとも一部分を冷却する工程と、を有し、前記ａ）〜ｅ）の少なくとも１つの工程は、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）条件下で実施される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半製品（１２）の少なくとも一部分をオーステンパー処理する方法であって、
ａ）前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分を第１のオーステナイト処理温度まで加熱する工程と、
ｂ）前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分をオーステナイト処理するために、予め決められた時間の間だけ前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分を１つまたはそれ以上のオーステナイト処理温度（Ｔ1…Ｔ1n）にさらす工程と、
ｃ）前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分を焼き入れする工程と、
ｄ）前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分をオーステンパー処理するために、１つまたはそれ以上のオーステンパー処理温度（Ｔ2…Ｔ2n）で予め決められた時間の間だけ前記半製品（１２）の前記少なくとも一部を熱処理する工程と、
ｅ）前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分を冷却する工程と、
を有し、
前記ａ）〜ｅ）の少なくとも１つの工程は、少なくとも一部が熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）条件下で行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも前記ｂ）〜ｃ）工程は、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）条件下で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分は、合金化または合金化されていない延性鉄と、別の鋳鉄または鋳鋼と、圧延または精錬された鉄鋼と、１.０重量％またはそれ以上のけい素を含む鉄鋼と、のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程ｃ）において、前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分は、少なくとも１５０Ｋ／分のようなパーライトの生成を防ぐために十分な焼入速度で焼き入れされることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記工程ｃ）において、前記半製品（１２）の前記少なくとも一部分は、前記１つまたはそれ以上のオーステンパー処理温度（Ｔ2…Ｔ2n）のうちの１つで焼き入れされることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
半製品（１２）の少なくとも一部分が、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項に記載の方法に施されることを特徴とする半製品。
【請求項７】
半製品（１２）の少なくとも一部分をオーステンパー処理する間に焼入性を増加させるために熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半製品の少なくとも一部分をオーステンパー処理する方法に関する。また、本発明は、少なくともその一部がそのような方法に曝された半製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械部品の生産において、鉄あるいは鉄鋼の鋳込成形は、ニアネットシェイプ（near-net-shape:ＮＮＳ）能力により、機械加工で除去されるべき物質の必要量を低減し、無駄の排除（リーン）生産を促進し、エネルギー消費と環境への両方の影響を低減するので頻繁に使用される。球形、虫食い形またはラメラ形状のグラファイト含有物を含む鉄の鋳込成形は、鋳鋼の鋳込み成形と比較して機械部品の被削性を改良するので、その機械的性質が特別な応用のために十分であるならば、さらに好ましいものである。鋳込成形の２つの主要な欠点は、好ましくない不均一性あるいは機械的性質におけるばらつきをもたらすものであり、少なくとも微視的レベルでの固有の気孔率の存在と、圧延または鍛造鉄鋼における均等化との比較における元素の偏析とである。偏析は、鋳込成形の熱処理の間に特に有害である。
【０００３】
延性鋳鉄（ノジュラー鋳鉄とも呼ばれる）は、グラファイト球体／団塊の形態の炭素を含む鋳鉄である。その形状により、小さいグラファイト球体／団塊は、灰色鉄中に細かく分散されたグラファイトフレークと比べて、連続したマトリクス（実際に、鋼組成を有する）中でそれほど応力集中を引き起こさないので、他の種類の鉄と比べて強度と特に延性を改良する。
【０００４】
ＡＤＩ（オーステンパー処理された延性鉄）（時々誤って「ベイナイト系延性鋳鉄」と呼ばれる）は、「オーステンパー処理(austempering)」と呼ばれる熱処理の結果として、改良された強度と延性特性とを保有する延性鉄合金の特別なファミリーである。熱処理は、炭素を安定化したオーステナイト中で沈殿された針状フェライトから成る「オースフェライト(ausferrite)」と呼ばれる二重マトリックス微細構造を生成する。
【０００５】
ＡＤＩ（オーステンパー処理された延性鉄）鋳込成形は、慣用の延性鋳鉄と比べて同じ延性レベルで少なくとも２倍の強度であり、あるいは、同じ強度レベルで少なくとも２倍の延性を示す。特に、熱処理の前に行われるならば、同じ強度の鋳鋼と比べて、ＡＤＩの鋳込成形費用と熱処理は、はるかに低く、同時に、被削性が改良される。したがって、高強度ＡＤＩ鋳造合金は、鉄鋼から作られたコンポーネントがＡＤＩから作られたコンポーネントよりも重く、製造および仕上げが高価であるので、特に、溶接構造物または鋳鋼鋳造に対する費用効率の高い代替手段としてますます使用されている。
【０００６】
鉄鋼がカーバイドの沈殿を防ぐために十分なシリコンを含んでいるという条件で、オースフェライト鉄鋼は、オースフェライト鉄に対するのと同様の熱処理で得られる。鉄に関する主要な相違点は、鉄鋼中の炭素含有量は、鉄ベースのマトリクスでほぼ一定であるのに対して、鉄中の炭素含有量は、熱処理の間のオーステナイト処理温度の選択により変動し得ることである。オーステンパー処理に適切な鋼材である圧延鉄鋼の１つは、バネ鋼ＥＮ１.５０２６であり、通常の組成物は、０.５５重量％炭素と１.８重量％シリコンと０.８重量％マンガンとを含む。
【０００７】
焼入性（hardenability）のために加えられる合金元素の偏析は、塑性変形が組成変化を均等化する圧延または鍛造鉄鋼中よりも鋳込中で多いと断言される。マンガンあるいはモリブデンなどの焼入性を改善する元素を使用する場合、鋳鉄または鋳鋼の粒界体積(intercellular volume)中にこれらの元素の多量の「正」偏析（すなわち、凝固中の遅い段階で起こる偏析）は、オースフェライト形成中に針状フェライト沈殿を完成させるために有害であることが示された。その結果、残存する粒界体積中のオーステナイトは、針状フェライトの沈殿と関連する炭素の有益な富化による影響を受けず、それにより、最終冷却の間にマルテンサイトへの変態に対して安定されない。したがって、これらの添加物以外の方法で焼入性を増加させることが望ましい。
【０００８】
通常のオーステンパー熱処理サイクルでは、鉄または鉄鋼を含む半製品は、まず加熱され、次に、完全にオーステナイト化するまで、オーステナイト処理温度に保持される。鋳鉄の場合、グラファイト含有物がマトリックス中の炭素含有量に関してある程度の自由度を提供するので、オーステナイトもまた、グラファイトから拡散する炭素で飽和されるのに十分な時間を与えなければならないし、さらに、もし鉄がパーライトを含む場合には、セメンタイトの溶解からの炭素で飽和されるのに十分な時間を与えなければならない。半製品は、完全にオーステナイト化された後に、半製品は、（通常は、塩浴中で）焼き入れ（quenched）の間にパーライトの形成を避けるのに十分に早い焼入速度で、温度Ｍｓ以上の中間温度まで焼き入れされる。このレベルの炭素を含むオーステナイトは、そうでなければ、温度Ｍｓでマルテンサイトに変質し始める。この中間温度領域は、よく知られた低ケイ素鋼に対するベイナイト範囲として知られており、同様の方法で、オースフェライトのミクロ構造は、高い変態温度でより粗くなるが（高い延性を促進する）多量のフェライトの量を有する、あるいは、（高強度を可能にする）多量のオーステナイトを有する低温度で微細になる。次に、半製品は、オーステンパー処理温度と呼ばれるこの温度でオースフェライトへ恒温変態させるために保持され、続いて、室温まで冷却される。
【０００９】
オースフェライト物質の優れた機械的性質は、高炭素含有量に向かって炭素の同時発生による富化によって熱力学的に安定化されたオーステナイトのマトリクス中の針状フェライトの非常に微細な針状オースフェライトミクロ組織から生じる。通常の鋼と比較して、オーステンパー処理された延性鉄中のはるかに高いけい素含有量は、セメンタイト（Ｆｅ3Ｃ）の代わりにグラファイト中の炭素を安定させるので、オーステンパー処理がそれほど長引かない限り、ベイナイト系カーバイドの沈殿を防ぐ。
【００１０】
米国特許第５,５２２,９４９号は、延性鋳鉄を慣用のオーステンパー処理にさらす前に熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）にさらすことによって、延性鋳鉄の引張強度、降伏強度、破断伸度など機械的性質を改善する方法を開示している。
【００１１】
熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）は、金属の気孔率を低下させたり、セラミック物質の密度に影響を及ぼすために使用されるプロセスである。ＨＩＰ処理は、半製品を高圧容器中で高温度と等方圧（圧力があらゆる方向から物質に加えられる）の両方にさらす。アルゴンなどの不活性ガスは、通常は、化学反応を防ぐために使用され、加圧ガスは、半製品を取り囲むガスの加圧と電気加熱との組み合わせによって１００〜３００ＭＰａの間の圧力レベルまで通常は加圧される。物質がＨＩＰ処理されるとき、熱と圧力を同時のかけると、塑性変形、クリープ、および拡散接合の組合せにより内部の（閉じた）間隙（ボイド）と細孔とが除去される。
【００１２】
従来のオーステンパー処理の前の熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）の使用は、改善された機械的特性を有するオーステンパー物質の製造をもたらすが、かなりの製造時間とコストを増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第５,５２２,９４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、少なくとも半製品の一部をオーステンパー処理するための改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
［発明の概要］
本目的は、以下の工程を含む方法で達成される。
ａ）半製品の少なくとも一部分を第１のオーステナイト処理温度（Ｔ1）まで加熱する工程と、
ｂ）前記半製品の前記少なくとも一部分を、オーステナイト処理するために予め決められた時間の間だけ１つまたはそれ以上のオーステナイト処理温度（Ｔ1…Ｔ1n）にさらす工程と、すなわち、前記半製品の前記少なくとも一部分を１つのオーステナイト処理温度または複数の連続するオーステナイト処理温度に実質的に保持するか、またはオーステナイト処理温度を変更し、
ｃ）前記半製品の前記少なくとも一部分を焼き入れする工程と、
ｄ）前記半製品の前記少なくとも一部分をオーステンパー処理するために予め決められた時間の間だけ１つまたはそれ以上のオーステンパー処理温度（Ｔ2…Ｔ2n）で熱処理する工程と、すなわち、前記半製品の前記少なくとも一部分を１つのオーステナイト処理温度または複数の連続するオーステナイト処理温度に実質的に保持するか、またはオーステナイト処理温度を変更し、
ｅ）前記半製品の前記少なくとも一部分を冷却する工程と、を有し、
ここで、前記ａ）〜ｅ）のうちの少なくとも１つの工程は、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）条件下で、少なくとも部分的に実施され、すなわち、熱間等方圧加圧条件下（例えば、１００〜３００ＭＰａの圧力でアルゴンなどの不活性ガスを使用して）で実施される。
【００１６】
工程ｂ）とｄ）における用語「予め決められた時間」は、半製品の全体またはその一部分を加熱するのに充分な平均時間を意味することを意図する。この時間は、オースフェライト構造を生成するために、オーステナイト処理温度でオーステナイト化され、かつ炭素でオーステナイトを飽和し、または、針状フェライトが成長して炭素で取り囲んでいるオーステナイトを富化するのを可能する時間である。
【００１７】
本発明の方法は、オーステナイト処理工程の間にオーステナイトへの変態速度の増加と組み合わされる加圧ガスによる改善される熱伝達と、焼き入れ工程の間のオーステナイト処理温度からオーステンパー処理温度までの急冷の間にオーステナイトの有害な変態に対する高圧の等方圧の遅延効果とにより、処理時間を短縮し、半製品の少なくとも一部分の機械的性質を改良する。
【００１８】
オーステンパー処理温度が焼き鈍し後の半製品の少なくとも一部分に到達すると、次に、オースフェライトへの恒温変態の間に針状フェライトの沈殿速度を増加させるように、等方圧力を下げるかもしれない、あるいは、針状フェライトの沈殿速度を減速させるように、等方圧力を（オーステンパー処理工程ｄ）の少なくとも一部分の間）維持するかもしれない。
【００１９】
好ましくは、ａ）〜ｅ）工程の全工程がＨＩＰ条件下で実施されることを注目すべきである。しかしながら、全工程をＨＩＰ条件下で実施する必要はなく、ＨＩＰ処理による多くの利益は、工程ｂ）とｃ）の間に得られる。半製品の少なくとも一部分をａ）工程中で、別の炉で少なくとも一部分を予熱することができ、ｄ）工程の恒温変態を、焼なましは別の炉あるいは塩浴中で実施してもよい。
【００２０】
先行技術は、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）を使用して、鉄または鉄鋼中の気孔、および／または、残留応力の除去が、オーステナイト化および／または、焼き入れ（quenching）、および／または、高圧の等方圧下でのオーステンパー処理と組み合わせて達成されるオーステンパー処理方法を開示していない。本発明は、焼入性における改良が、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）条件（高ガス圧）下で、ａ）、ｂ）工程のうちの少なくとも１つ、および／または、ｃ）工程を実施することによって可能であるという認識に基づいている。
【００２１】
理論によって拘束されることを望んでいないが、最密充填のオーステナイトに対するガンマフィールドは、高圧の等方圧下でわずかに膨張し、フェライト、パーライト、およびマルテンサイトに冷却するときの変態温度は、２００ＭＰａの通常のＨＩＰ圧力に対して約５〜１０Ｋだけ減少することが理解される。しかしながら、鉄と鉄鋼におけるオーステナイトと他の相（パーライト、フェライト、バイナイト、マルテンサイト、および様々なカーバイド）の間の変態における動力学の影響はかなり大きい。このことは、フェライトとパーライトのような他の相が３％以上の大きな比容積があり、それにより、オーステナイト化と冷却の間に最密充填されたオーステナイトを安定させるので、オーステナイト処理温度での必要な保持時間の短縮と焼入性のかなりの増加の両方を利用することができる。２００ＭＰａで、焼入性はほぼ２倍となるので、変化しない合金組成に対して硬化可能な断面積の５０％の増加を可能するか、または、例えば、０.５０重量％ニッケル、または０.１２重量％モリブデンによって高価な合金元素の減少を可能にするので、合金製造費用の低減とオースフェライト形成の完了とを容易にさせる。
【００２２】
また、（この圧力で水に類似した粘性を有する）アルゴンなどの不活性ガスの２００ＭＰａにおける冷却速度は、本発明よる方法が実施される圧力チャンバ内で改善された熱交換器とファンを利用することによって、さらに増加することができる。このことは、半製品の大きい断面を中心部でのパーライトの生成なしに冷却することを可能にするが、半製品の少なくとも一部分は、堅い等方圧グリップ内にあるので、巨視的な形状がまだ保存されているので、そのような高い冷却速度が、大きい残留応力または焼結ひずみをもたらさない。
【００２３】
したがって、本発明の方法は、優れた特性を有するオースフェライト物質を得る費用対効果に優れる方法を供給する。熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）の使用は、焼入性を増加させる合金添加物の必要性を減らし、組成物の偏析と合金コストの両方を下げるのに有益である。さらに、改善された強度と延性は、低減されたばらつきとともに、半製品の少なくとも一部分中の閉じた気孔の全ての除去により得られるかもしれない。また、本法は、残留応力が半製品から除去され、かつバッチ処理時間が減少するので、機械加工公差の少ない半製品を製造する可能性を提供する。
【００２４】
焼き鈍し工程ｃ）がＨＩＰ条件下で実施される場合、加圧ガスが効率的な熱伝達を供給するので、油浴または塩浴中の焼入速度を超える急速冷却（１５０Ｋ／分以上）が可能である。
【００２５】
本発明の実施例によると、半製品の少なくとも一部分は、合金化または合金化されていない延性鋳鉄か、別の鋳鉄または鋳鋼か、圧延鉄鋼または鍛造鉄鋼、または、１.０重量％以上のけい素含量を有する鉄鋼か、のうちの１つを含む。用語「合金化されていない」は、銅、ニッケルまたはモリブデンが延性鋳鉄に加えられていないこと、すなわち、延性鋳鉄の組成物が、最大０.１重量％の銅またはニッケルと、最大０.０１重量％のモリブデンとを含むことを意味するものである。
【００２６】
本発明の別の実施例では、半製品の少なくとも一部分は、最大０.５重量％アルミニウムを含むかもしれない。
【００２７】
鋳鉄または鋳鋼への添加物を増加させる焼入性の負の影響を最小にする別の可能性は、別の元素量を増加させることである。別の元素は、冷却の間に、オーステナイトからパーライトへの変態速度を低下させるが、「負」（すなわち、凝固の間の最初の段階凝固するので、鉄中の炭素沈殿の周囲を富化させる）の偏析を有するものである。これらの要件を満たす２つの元素は、シリコンとアルミニウムである。これと対照的に、モリブデンは、「正」に偏析し、カーバイドの沈殿にも貢献する。マンガンは、マンガン「正」の偏析から離れ、鉄カーバイドの形成を促進し、高濃度で、オースフェライトへの等温変換の完成を防ぐので、さらに有害である。
【００２８】
オーステンパー処理のために焼入性促進剤としてのシリコン、および／または、アルミニウムの使用の広さに対して、多くの注意が払われていない。鋳鉄では、三元Ｆｅ−Ｃ−Ｓｉシステム中の少なくとも２％のシリコンレベルは、グラファイト含有物をもたらす灰色凝固を促進するのに必要である。増加したシリコンレベルは、さらに、オーステンパー処理の間、バイナイト（フェライト＋セメンタイトＦｅ3Ｃ）を脆化させる形成を遅らせるか、あるいは完全に防止するので、オースフェライトへの完全な恒温変態を可能する。したがって、鉄鋼中に１.０重量％以上、または、延性鉄中に３.３５重量％以上の高レベルのシリコンは、おそらくアルミニウムの添加とともに、オースフェライト物質に利益をもたらすかもしれない。
【００２９】
本発明の実施例によると、工程ｃ）では、半製品の少なくとも一部分は、１つまたはそれ以上のオーステンパー処理温度（Ｔ2…Ｔ2n）の１つで焼き入れされる。しかしながら、半製品の少なくとも一部分は、前記１つまたはそれ以上のオーステンパー処理温度（Ｔ2…Ｔ2n）最低温度以下の温度まで焼き入れされるかもしれない
本発明の更なる実施例によると、工程ｃ）において、半製品の少なくとも一部分は、少なくとも１５０Ｋ／分などのパーライトの生成を防ぐのに充分な焼入速度で焼入される。
【００３０】
また、本発明は、本発明の実施例のいずれの方法に少なくともその一部がさらされた半製品に関する。半製品の少なくとも一部分は、高強度、高延性、および高硬度の改善された組み合わせを有するオーステンパー処理された物質を含む。そのような半製品は、鉱山、構造物、農業、大型車両、製造工業、鉄道業、自動車産業、林業、高耐摩耗性が要求される応用、または、厳しい仕様書を満たさなければならない応用での使用においての使用を特に意図したものであるが、それらに限定される必要はない。
【００３１】
本発明は、また、半製品の少なくとも一部分の焼入性を増加させるために、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）の使用に関する。
【００３２】
本発明は、付属の図を参照して実施例に限定されずにさらに説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例のオーステンパー処理方法を概略的に示す図である。
【図２】熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、本発明の実施例のオーステンパー処理（austempering）の熱処理サイクルを示す。半製品全体は、ａ）工程で、ＨＩＰ条件下で、最初のオーステナイト処理温度Ｔ1まで加熱される。半製品は、ｂ）工程で、半製品が完全にオーステナイトとなり、マトリクスが炭素で飽和されるまで、最初のオーステナイト処理温度Ｔ1で予め決められた時間だけ保持される。半製品は、例えば、スプリングハンガー、ブラケット、車輪ハブ、ブレーキキャリパ、同期歯車、カム、カム軸、環状歯車、クラッチカラーまたは滑車などの重量物運搬車における使用のためのサスペンジョンまたは列車関連のコンポーネントであるかもしれない。
【００３５】
半製品が完全にオーステナイト化された後で、半製品は、ＨＩＰ条件下で１５０Ｋ／分以上の高い焼入速度（quenching rate）工程ｃ）で、焼き入れ（急冷：quenched）される。次に、半製品は、少なくとも保圧時間の一部の間、必要に応じて、ＨＩＰ条件下（高ガス圧）でオーステンパー処理温度Ｔ2（工程（ｄ））に保持される。等温オーステンパー処理後に、半製品は、室温まで（工程ｅ）まで冷却される。次に、半製品は、作動中に応力、歪み、衝撃、およびまたは、摩耗にさらされるような応用で使用されるかもしれない。
【００３６】
また、半製品は、オースフェライトへの変態の間に予測される体積変化が補償される場合には、好ましくは、所望の最終寸法まで加熱する工程ａ）の前に、機械加工されるかもしれない。すなわち、オーステンパー処理の前に、半製品の必要な機械工作をできるだけ実施することは好ましい。その代わりに、あるいはその工程に追加して、例えば、何らかの特定の表面処理が必要であるなら、半製品は、オーステンパー処理を完成した後で（工程ｅ）、機械加工されるかもしれない。
【００３７】
ＨＩＰ条件下で加熱工程ａ）を実施すると、加熱速度は加速する。ＨＩＰ条件下でオーステナイト処理工程ｂ）を実施すると、オーステナイト化は加速する。ＨＩＰ条件下で焼き入れ工程ｃ）を実施すると、冷却速度が加速して半製品の焼入性が同時に増加するので、増加した焼き入れ寸法を可能するか、またはニッケルやモリブデンなどの合金化添加元素の減少を可能にする。
【００３８】
所望であれば、ＨＩＰ条件下でオーステンパー処理工程ｄ）を実施すると、針状フェライトの沈殿速度を減少させることができる。
【００３９】
工程ａ）〜ｅ）のいずれかの工程の間におけるＨＩＰ処理は、（特に、工程ｂ）とｃ））は気孔除去と、残留応力除去と、ばらつきのない材料特性と、機械加工性などのよく知られた利点をもたらす。
【実施例】
【００４０】
半製品は、２５重量％中に以下の組成物の１つを有する延性鋳鉄を含む。
【００４１】
Ｃ    ３.０〜３.６
Ｓｉ  ３.３５〜４．６０
Ｍｎ  最大０．４
Ｐ    最大０.０５
Ｓ    最大０．０２
Ｃｕ  最大０．１
Ｎｉ  最大０．１
Ｍｏ  最大０．１
必要に応じて、Ａｌは、最大１.０、好ましくは、最大０.５重量％Ａｌと、バランスの鉄と、通常含まれる不純物と、を含む。または、
Ｃ    ３.０〜３.６
Ｓｉ  ３.３５〜４．６０
Ｍｎ  最大０．４
Ｐ    最大０.０５
Ｓ    最大０．０２
Ｃｕ  最大０．８
Ｎｉ  最大２．０
Ｍｏ  最大０．３
必要に応じて、Ａｌは、最大１.０、好ましくは、最大０.５重量％Ａｌと、バランスの鉄と、通常含まれる不純物とを含む。
【００４２】
延性鋳鉄は、工程ａ）で、ＨＩＰ中で少なくとも９１０℃の温度まで加熱され、工程ｂ）で、３０分から２時間までの予め決められた時間の間その温度に保持され、工程ｃ）で、１５０Ｋ／分で焼き入れされ、工程ｄ）で、例えば、３０分から２時間の間の予め決められた時間の間だけ、２５０〜４００℃の温度、好ましくは、３５０〜３８０℃の温度に保持され、オーステンパー処理され、その後、工程ｅ）で室温に冷却されるかもしれない。すなわち、工程ａ）〜ｅ）のすべの工程が、例えば、１００〜３００ＭＰａの圧力でアルゴンガスを使用して。ＨＩＰ下で行われる。
【００４３】
そのようなＡＤＩ半製品は、慣用の延性鋳鉄の鋳込成形の全ての製造利点とともに、低いトータルコスト、高い強度−重量比、良い延性、耐摩耗性、疲労強度、および改良された被削性の非常に有利な組合せとを提供する。このＡＤＩは、約２.５０％±０.２０％のけい素含量を含む慣用の延性鋳鉄と、慣用の延性鉄と、圧延アルミおよび鍛造アルミと、鋳鋼または鍛鋼とに対して、優れた機械的性質を有する。また、このＡＤＩは、鉄鋼より１０％低密度である。
【００４４】
また、基本組成物は、シリコンによる熔解で強められたフェライト構造により、かなり良い被削性を示す。慣用のパーライトおよびフェライト−パーライトのミクロ組織は、工具上でより摩耗しやすいものであり、かつミクロ組織中の強度と硬度における実質的な変動を示すものであり、この変動は、機械加工パラメータを最適化し、かつ狭い幾何学的公差を達成するのを非常に難しくする。
【００４５】
増加したシリコンレベルは、さらに、ベイナイト（フェライト＋セメンタイトＦｅ3Ｃ）を脆化させる形成を遅らせるか、または完全に防止するので、オーステンパー処理の間、オースフェライト（高い炭素レベルによって熱力学的に安定させられた延性オーステナイトのマトリクス中の針状フェライト）への完全な恒温変態を可能する。ＡＤＩはまた、２.３〜２.７重量％のけい素含量を含む慣用のＡＤＩと比べて、主にマンガンとモリブデンの偏析の低減と脆化するカーバイドの形成を回避することにより、強度と延性の両方における改善を提供する。
【００４６】
図２は、ＨＩＰ１０を示す。ＨＩＰ１０には、本発明の実施例の方法にさらされた半製品１２がある。１つまたはそれ以上の半製品は、ＨＩＰ１０の内側に適合するかぎりいかなる形状と大きさのものであってもよい半製品がＨＩＰ１０の内側に配置されることに注意すべきである。半製品１２は、第１に、すべての表面に直角に作用する加圧ガス１４によって半径方向と軸方向の外に向かって取り囲まれ、第２に、炉壁によって取り囲まれ、第３に、断熱マントルによって取り囲まれ、第４に、プレストレスされたワイヤー巻線１６によって圧縮保持されている水冷式圧力容器壁によって取り囲まれている。
【００４７】
半製品１２の表面のすべて（炉と断熱マントルの表面のすべてと圧力容器の内面と同様に）は、２００ＭＰａの圧力におけるアルゴンなどの高圧不活性ガス１４にさらされる。
【図１】
2011522121.tif 000003
【図２】
2011522121.tif 000004
【国際調査報告】
2011522121.tif 000005
2011522121.tif 000006
2011522121.tif 000007