鋳鉄：種類、組成材料、不純物の影響（PDF）
この記事では、鋳鉄とは何かを学びます ？さまざまな種類の鋳鉄 構成で説明 、アプリケーション 、利点 、および短所 。
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鋳鉄
鋳鉄は、キューポラと呼ばれる炉で銑鉄とコークスおよび石灰石を再溶解することによって得られます。鉄と炭素の合金です。鋳鉄の炭素含有量は1.7％から4.5％まで異なります。また、シリコン、硫黄、マンガン、リンが非常に少量含まれています。
カーボンは次の2つの形式で存在します：
- 遊離炭素またはグラファイト
- カーボンまたはセメンタイトの組み合わせ
以下は、鋳鉄の重要な特性です。 エンジニアリング目的の貴重な資料になります。
- 低コスト。
- 優れた鋳造特性。
- 高い圧縮強度。
- 耐摩耗性。
- 優れた機械加工性。
鋳鉄の圧縮強度は引張強度よりも大きいです。
以下は、鋳鉄の究極の強さの値です。
- 張力– 100〜200 N / mm2
- 圧縮– 400〜100 N / mm2
- せん断– 120 N / mm2
鋳鉄の種類
以下は、エンジニアリング目的で使用される鋳鉄の種類です：
- ねずみ鋳鉄
- 白い鋳鉄
- 冷やした鋳鉄
- まだらにされた鋳鉄
- 可鍛鋳鉄
- ダクタイル鋳鉄
- 合金鋳鉄
ねずみ鋳鉄
ねずみ鋳鉄 市販の鉄は次の組成を持っています：
炭素– 3〜3.5％、シリコン– 1〜2.75％、マンガン– 0.40〜1％、リン– 0.15〜1％、硫黄– 0.02〜0.15％で構成され、残りは鉄です。
灰色は、炭素が遊離黒鉛として存在するという事実によるものです。ねずみ鋳鉄は、圧縮強度が高く、引張強度が低く、延性がないため、簡単に加工できます。
ねずみ鋳鉄の優れた特性は、その構造内の遊離黒鉛が潤滑剤として機能することです。このため、スライド動作が必要な部品に最適です。
ねずみ鋳鉄鋳物は、工作機械本体、パイプおよびパイプ継手、自動車のシリンダーブロック、および農具に広く使用されています。
ねずみ鋳鉄の組成：鋳造品質– PDF
白い鋳鉄
白い鋳鉄 は白い骨折を示し、次の相対的な組成を持っています ：
炭素– 1.75〜2.3％、シリコン– 0.85〜1.2％、マンガン– 0.10〜0.40％、リン– 0.05〜0.20％、硫黄– 0.12〜0.35％で構成されています
炭素は金属中のセメンタイトの形であるため、白色が発生します。セメンタイトは鉄の最も硬い元素であり、溶鉄を急速に冷却します。白鋳鉄は引張強度が高く、圧縮強度が低いため、加工できません。
車のホイールの外面として、劣った鋳造やハードコーティングが必要な場所に利用されます。可鍛鋳鉄と錬鉄の製造では、白鋳鉄も原料として使用されます。
チルド鋳鉄
溶銑を急冷して製造した白鋳鉄です。急速冷却は一般に冷却と呼ばれ、そのように生成された鉄は冷却鉄として知られています。すべての鋳造金型は、外皮に冷たい砂が付いた溶鉄と接触しています。しかし、ほとんどの鋳造では、この硬度は非常に浅い深さ（mm未満）まで浸透します。
キャスティングが意図的に冷やされることもあれば、誤ってかなりの深さまで冷やされることもあります。 意図的な冷却は、金型に鉄または鋼のインサートを挿入することによって行われます。溶融金属がチルと接触すると、その熱が急速に伝導され、硬い表面が形成されます。
悪寒は、摩耗や摩擦に耐えるのが難しい鋳造物のあらゆる面に使用されます。冷却のプロセスは、穀物やジョークラッシャープレートを粉砕するための役割の鋳造に使用されます。レールキャリッジホイールの走行面も冷却されています。
まだらにされた鋳鉄
ねずみ鋳鉄と白鋳鉄の組成、色、性質の製品です。特定の摩耗面が冷却された鋳造で得られます。
可鍛鋳鉄
可鍛鋳鉄は、適切な熱処理プロセス（すなわち、焼きなまし）によって白い鋳鉄から得られます。焼きなましプロセスは、白い鋳鉄の結合した炭素を遊離黒鉛の小塊に分離します。
可鍛鋳鉄は延性があり、セクションを破損または破壊することなく曲げることができます。引張強度はねずみ鋳鉄よりも高く、加工性に優れています。
これは、鋼の鍛造品が高価であり、かなりの金属精度が必要な機械部品の製造に使用されます。
例：ワゴンホイールのハブ、鉄道車両用の小さなフィッティング、ブレーキサポート、農業機械の部品、パイプフィッティング、ドアヒンジ、ロックなど。
球状黒鉛鋳鉄
ダクタイル鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄（S.G.）鋳鉄、または高強度鋳鉄としても知られています。球状黒鉛鋳鉄は、溶融鋳鉄にマグネシウムを添加して製造されます。マグネシウムは、鋳鉄のグラファイトをフレーク状から球状または結節状に変換します。
このようにして、機械的特性が大幅に向上します。ダクタイル鋳鉄は鋼のように動作します。通常、耐圧鋳造、油圧シリンダー、シリンダーヘッド、圧延機のロール、遠心鋳造製品に使用されます。
合金鋳鉄
上記の鋳鉄は普通鋳鉄と呼ばれます。合金鋳鉄は、ニッケル、クロム、モリブデン、銅、シリコン、マンガンなどの元素を添加して製造されています。
これらの合金は強度が高く、元素特性が向上します。
合金鋳鉄は、
- カーボン– 0.02％
- シリコン– 0.15％
- マンガン– 0.03％
- リン– 0.12％
- 硫黄– 0.02％
- スラグ– 3％（重量で）、残りは鉄です。
鋳鉄への不純物の影響
鋳鉄には少量のシリコン、硫黄マンガン、リンが含まれていることを説明しました。これらの不純物が鋳鉄に及ぼす影響は次のとおりです。
- シリコン
- 硫黄
- マンガン
- リン
シリコン
それは4％まで鋳鉄に存在します。シリコンは、鉄を柔らかく、機械加工しやすいようにする遊離黒鉛の形成を提供します。シリコンは、酸素との親和性が高いため、材料にブローホールのないサウンドキャスティングを生成します。
硫黄
それは鋳鉄を硬くて脆くします。硫黄が多すぎると鋳造品が不健全になるため、ほとんどの鋳造目的では、硫黄を0.1％未満に抑える必要があります。
マンガン
マンガンは鋳鉄を白く硬くします。多くの場合、0.75％未満に保たれます。これは、硫黄の有害な影響に対する影響を制御するのに役立ちます。
リン
鋳鉄の流動性と流動性を高めますが、脆性を引き起こします。 1％を超えることはめったに許可されません。リンアイアンは、複雑なデザインの有用な鋳造であり、安価さが不可欠な多くの軽工業の鋳造に役立ちます。
プロパティ
鋳鉄の特性は次のとおりです：
- 鋳鉄は耐食性に優れているため、送水管などに使用できます。
- 磁石に引き付けられません。
- 融点は約1250℃です。
- 比重は7.5です。
- 鋳鉄の引張強度は約150N/mm 2 圧縮強度は約600N/mm 2 。したがって、圧縮が得意です。
- 塩水に入れると柔らかくなり、冷やすと縮みます。
- 鋳鉄は可塑性がないため、鍛造作業には役立たない場合があります。
鋳鉄の利点
- 高い機械加工性と鋳造性を備えています。
- 鋳鉄は、優れた耐摩耗性と優れた振動減衰を備えています。
- より大きな負荷に耐えることができ、腐食に対して十分な耐性があります。
- 鋳鉄は引張強度と伸び特性が低いです。
- 高価な機械加工を使用せずに、複雑な形状やサイズを指定できます。
- 鋳鉄は低コストで耐久性が低いです。
鋳鉄のデメリット
- 鋳鉄の引張強度は低いです。
- 鋳鉄部品は、厚い部分の冷却が遅いため、部分に敏感です。
- 部品の故障は突然で完全であり、降伏点を反映していません。
- 鋼と比較すると、機械加工性が劣ります
- 鋳鉄は脆性が高いです。
鋳鉄の用途
- パイプの製造や適切な液体の運搬に使用されます。
- さまざまな機械の製造に使用されるカスティロン。
- 自動車部品の製造に使用されます。
- 船の錨を作るために鋳鉄が使われます。
- 鋳鉄は、鍋やフライパン、調理器具などの調理器具の製造にも使用されます。
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