グレー鋳鉄を解明：特性、グレード、産業用途

引張荷重下では、グラファイトフレークが応力集中部として働くため、引張強度では脆弱で脆いですが、圧縮と結節性では高いです。また、安価な材料で、収縮リスクが最小限で比較的容易に鋳造できます。これがグレー鉄が通常、中程度の強度要件を持つポンプ部品に使用される理由です。グレー鉄は高い振動減衰能力を持つため、モーターブロックの製造にもよく使用されます。このブログ記事では、グレー鉄の特性に焦点を当て、グレー鉄と球状黒鉛鉄（ダクタイル鉄）の主な違いを分析します。

グレー鉄のグレードと用途

EN-GJL-300グレー鉄（GG30）は、特性を達成するために合金化されており、EN-GJL-200/250と比較して優れた耐摩耗性、強度、熱処理応答性を発揮します。同時に、依然として適切な加工性と優れた表面仕上げを維持しています。このレベルの騒音と振動減衰は優れています。このタイプのグレー鉄は、重切削工作機械、ベッド本体、プレス、高圧油圧部品、フレーム、ギア、ブッシュ、ピストンリング、カム、クランクシャフト、シリンダーブロック、シリンダーヘッドなどの製造に使用されます。

EN-GJL-200およびクラス250グレー鉄（GG20およびGG25）は、例外的な加工性を提供し、耐熱性と耐食性に極めて優れています。EN-GJL-250（GG25）は最も一般的に使用されるグレー鋳鉄合金です。強度と耐摩耗性の良好な組み合わせを提供しながら、依然として加工が容易で高水準の仕上げが可能です。主にパーライト構造の層状鋳鉄です。この材料も仕上げが容易で、音と振動の減衰に非常に効果的です。この材料の強度と耐摩耗性は限定的で、硬度を上げるための熱処理は推奨されません。EN-GJL-200および250グレー鉄は、高い機械的応力を受けないあらゆるタイプの機械部品に適しています。したがって、古い蒸気機関車のストーブバー、蒸気動力船と手すりのGバーとブリッジに非常に適しています。街灯も金と銀行業界のインゴット金型に使用されます。また、シリンダー、ベース、マシンベッド、フライホイール、シリンダーライナー、シリンダーブロック、ピストン、ブレーキホイール、ギアボックス、圧力バルブ、カップリングプレートなどの製造にも使用できます。

EN-GJL-100および150（GG10およびGG15）は、最も低く、最も基本的なグレー鋳鉄材料グレードと見なされます。これらのタイプのグレー鉄は、カバー、保護カバー、フレーム、ハンドホイール、ハンマー、ハンドル、ボックス、プーリー、作業台、ポンプボディ、パイプ、バルブなど、全体的な要件が低いよりシンプルな部品に適しています。これらは剛性と耐熱性が低い製品です。

最も重要なグレー鉄の特性

• 圧縮強度
  強度は、あらゆる金属や合金が圧縮力に耐える耐久性によって定義されます。グレー鋳鉄は高い圧縮強度を持ち、これが建築柱と柱に広く使用される理由です。また、その圧縮強度は一部の低炭素鋼と同等になることがあります。
• 引張強度
  グレー鉄には様々な種類があり、その引張強度はそれに応じて変化します。一部の種類は平方インチあたり5トン、一部は19トンの引張強度を持ちますが、平均強度は平方インチあたり7トンです。しかし、バナジウムを添加することでグレー鋳鉄の強度を向上させることができます。
• 変形抵抗
  グレー鉄は非常に高い変形抵抗を持つため、強力なフレームに最適で、強力なフレームを提供します。ただし、建設関連の問題がある場合、グレー鋳鉄で作られた構造物であっても崩壊する可能性があります。
• 低融点
  グレー鉄の融点は低く、1140℃〜1200℃です。
• 酸化抵抗
  グレー鉄は、酸素と鉄の反応によって形成される高い防錆能力を持ちます。これは腐食問題を回避する理想的なソリューションです。

グレー鉄と球状黒鉛鉄（ノジュラ鉄）の違い

グレー鉄とノジュラ鉄（球状黒鉛鉄とも呼ばれる）の違いを理解したいかもしれません。微細構造、物理的特性、化学組成の違いについて少し説明します。

• 微細構造
  グレー鉄の主な利点は、焼入れ時に生成されるグラファイトフレークを含むことです。このグラファイトフレークは、破断時に鋳鉄に特殊な灰色を与え、この鉄合金の多くの物理的特性にも寄与します。ノジュラ鉄の微細構造は、グラファイトで作られた離散的なタイプの球です。ノジュラ鋳鉄は、グレー鋳鉄のグラファイトフレークをノジュラ鋳鉄に変換する合金化プロセスによって生成され、亀裂の発生確率を高めます。この微細構造変換を通じて、金属は優れた延性と伸び特性を獲得します。
• 物理的特性
  ノジュラ鉄はグレー鉄と比較して絶対的な強度優位性を持ちます。ノジュラ鉄の最大引張強度は90,000psi、グレー鉄の最大引張強度はわずか35,000psiです。降伏強度では、ノジュラ鋳鉄は通常グレー鉄より優れています。ノジュラ鉄の最大降伏強度は40,000psi、グレー鉄の硬度はそれほど強くなく、破断は単純です。ノジュラ鋳鉄は他の鋳鉄より高い強度と弾性を持ちます。ノジュラ鉄はグレー鉄より高い強度、高い伸び、より大きな衝撃抵抗性を持ちます。ノジュラ鋳鉄シリーズは、設計エンジニアに強度、耐摩耗性、疲労抵抗性、靭性のユニークな組み合わせ、優れた延性を提供します。すべてのグレードで、ノジュラ鉄は機械および自動車部品に最適な材料となる機械的特性を持っています。グレー鉄は確かにすべての鋳造金属の中で最も耐久性があり、鍛造鋼を除いて建設目的で最も広く使用されている金属です。グレー鉄は極めて安価な金属製品で、ほぼあらゆる鋳造所で大量に入手可能です。

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