グレー鋳鉄(FC材)が鍛造用途で選ばれ続ける理由:特性・グレード・ダクタイル鋳鉄との違い
グレー鋳鉄の基本特性
炭素 3.0〜3.5%、シリコン 1.0〜2.75%、マンガン 0.4〜1.0%、リン 0.15〜1.0%、硫黄 0.02〜0.15%、残部 Fe。遊離グラファイトが片状に析出し、これが固体潤滑剤として働くため摺動部材に最適。高圧縮強度・低引張強度・延性なしだが、切削性良好・鋳造性優秀・振動減衰大・低コストで、機械部品・配管・自動車シリンダーブロック・農機具等に広く採用。
グレー鋳鉄の3大メリット
- 優れた圧縮強度:一部グレードは低炭素鋼並み。建築柱・機械フレーム等圧縮荷重部材に最適
- 引張強度のバリエーション:5〜19 ton/in² の幅。バナジウム添加で強化可能
- 変形耐性・耐食性:酸化(錆)に強く、設計さえ正しければ長寿命。腐食対策コスト削減
JISグレード別代表用途
| グレード | 引張強度(N/mm²) | 典型用途 |
|---|---|---|
| FC300 | 300 | 大型工作機械ベッド、プレス機、高圧油圧部品、フレーム、ギア、ブッシュ、ピストンリング、クランクシャフト、シリンダーブロック・ヘッド |
| FC250・FC200 | 250・200 | ギア、シリンダー、ベース、ベッド、フライホイール、シリンダーライナー、ピストン、ブレーキホイール、ギアボックス、圧力弁、カップリングプレート |
| FC150・FC100 | 150・100 | カバー、フレーム、ハンドル、ハンマー、床板、ベアリング、プーリー、ベンチ、ポンプボディ、配管、バルブ |
グレー鋳鉄 vs ダクタイル鋳鉄(FCD)
| 比較項目 | グレー鋳鉄(FC) | ダクタイル鋳鉄(FCD) |
|---|---|---|
| グラファイト形状 | 片状(フレーク) | 球状(ノジュール) |
| 延性 | ほぼゼロ | 高い(伸び 10〜20% 以上) |
| 引張強度 | 200〜600 MPa | 400〜900 MPa 以上 |
| 降伏点 | 明確になし | 明確にあり(250 MPa 以上) |
| 衝撃強さ | 低い(約 2 J) | 高い(約 7 J 以上) |
| 熱伝導率 | 高い | やや低い |
| 振動減衰 | 優秀 | 良好 |
| 切削性 | 優秀 | 良好 |
| 用途傾向 | 非臨界・振動減衰・摺動・低コスト重視 | 高強度・靭性・衝撃負荷・重要保安部品 |