ダクタイル鋳鉄の最適グレード選定：エンジニアリングニーズに応える

ダクタイル鋳鉄では、グラファイトが小さな球状の球として存在し、これはグレー鋳鉄のフレーク状とは対照的です。球状グラファイト構造は線状亀裂の発生を抑制するため、変形に強いです。グレー鋳鉄と同様に、ダクタイル鋳鉄も多くのグレードが指定可能で、エンジニアに様々な引張強度と伸びの組み合わせを提供します。様々なグレードは、合金添加と熱処理によって達成できます。本記事では、要件に合った適切なタイプを選択するのに役立つよう、ダクタイル鋳鉄の様々なグレードについてさらに詳しく説明します。まず、ダクタイル鋳鉄の特性と用途について説明します。

SG鉄/ダクタイル鋳鉄のメリット

• コスト：鋼鋳物と比較して、ダクタイル鉄は製造コストが低い
• 鋳造性：ダクタイル鋳鉄は鋼より低い鋳造温度で、優れた表面仕上げが得られ、断面変化を伴う複雑な形状の鋳造が可能
• 伸び：一部のグレードでは伸び率が20%を超える
• 加工性：ダクタイル鋳鉄は加工が非常に容易で、加工代を最小限に抑えられる
• 引張強度：ダクタイル鋳鉄では最大900N/mm²の引張強度が得られる
• 軽量化：密度、加工代、金型容量により、ダクタイル鉄鋳物は同等の鋼鋳物より大幅に軽量

それでは、ダクタイル鋳鉄の特性と用途をより詳しく見ていきましょう。

ダクタイル鋳鉄の特性と用途

グレー鉄のグラファイトフレークによる弱化面と比較して、グラファイト球の離散的な形態は、ダクタイル鋳鉄の特性がグラファイトの形態よりも材料のマトリックスによってより強く決定されることを意味します。したがって、ダクタイル鉄はグレー鋳鉄より高い強度、高い伸び、優れた衝撃抵抗性を持ちます。鋳造状態では、組成と製造プロセスを調整することで、高延性から高強度まで一連の特性を生成できます。この性能範囲は、合金調整とその後の熱処理（表面硬化を含む）、焼入れ焼き戻しによる硬化でさらに拡張可能です。ダクタイル鋳鉄の製造はグレー鉄よりはるかに複雑ですが、鋼より加工しやすい複雑な形状の製造は可能です。幅広い特性により、様々なグレードのダクタイル鉄が、自動車クランクシャフトとカムシャフト、ギアリングとドライブリング、鍛造品・鋳造品の置き換え、機械駆動スピンドルとローター、ギア、ペレタイザーローラー、アルミインゴット金型など、様々な用途に使用できます。

ダクタイル鋳鉄は、延性と衝撃性能の限界において、鋼構造・鍛造品・鋳造品よりも製造・加工コストの優位性があり、割れの問題があるグレー鋳鉄より重量優位性があります。

適切な材料グレードの選び方

ダクタイル鋳鉄（SG鉄）の材料グレードは、地域規格によって異なります。例えば米国では、ダクタイル鋳鉄の一般的な材料規格はASTM A536です。ここでは、60-40-18（引張強度414MPa、降伏強度276MPa、伸び18%）などの機械的特性を見つけられます。したがって、選んだ鋳造所に特定の規格で必要な機械的特性を伝える必要があります。正しいダクタイル鉄グレードを選ぶのは容易ではなく、少なくとも一定のエンジニアリング背景が必要です。しかし、専門の鋳造所に相談すれば、このプロセスをガイドしてくれるはずです。以下は、ダクタイル鉄グレードを決定する要因を一般的に理解するためのポイントです。

2Dエンジニアリング図面と技術要件を確認してください。これらには適切な材料が示され、完成図面には材料グレード情報も含まれているはずです。ダクタイル鋳鉄が必要で、機械的特性に特別な要件がない場合は、60-40-18（GGG40、400-12、400-18、AS38、QT400-18）を選択できます。強度、靭性、剛性への要求が高い場合は、65-45-12や70-50-05を検討する必要があるかもしれません。非常に高い強度、非常に高い圧力荷重能力が必要な場合は、80-60-03を選択できます。ただし、その伸び率はわずか3%で、延性が理想的ではないため、衝撃抵抗性にも影響します。ここではメリット・デメリットを天秤にかけ、最適なものを決める必要があります。

60-40-18グレードのダクタイル鋳鉄では、より高い圧力荷重（400MPa超）で曲がることはあっても、80-60-03グレードのように破断することはありません。このタイプのダクタイル鋳鉄は、最大600MPaの高圧荷重に耐えられます。特別な理由がない限り、600-3より高いレベルを選択しないことをお勧めします。より高い材料グレードは引張強度が高くなりますが、これは伸びが低下する代償を伴います。ダクタイル鋳鉄の強度が高いほど材料は脆くなり、衝撃抵抗性が低下します。また、これらの高グレードはより高い製造レベルとさらなる熱処理を必要とし、全体的な鋳造コストが上昇します。

IMTS-Exhibition.comでのダクタイル鋳鉄/SG鉄

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