鋳鉄と鋳鋼：主な違いと用途

鋳鉄と鋳鋼のどちらを選択するかは、技術的な決定以上のものであり、工業部品の性能、耐久性、およびコストに直接影響します。どちらの材料も鉄合金であり、複雑な形状に鋳造することができますが、その組成、機械的挙動、最適な用途は大きく異なります。

このガイドでは、微細構造や強度からコストや実際の性能に至るまで、重要な要素にわたって鋳鉄と鋳鋼を比較し、製造のニーズに合った材料を選択できるようにします。

鋳鉄とは何か？

鋳鉄は、炭素含有量の高い（通常2.5%-4%）鉄ベースの合金です。この過剰な炭素が凝固時に黒鉛フレークやノジュールを形成し、鋳鉄に独特の性質を与えます。鋳鉄の特徴

• 優れた鋳造性
• 高い耐摩耗性
• 振動減衰能力
• 脆性破壊挙動

鋳鉄の種類:

• グレー・アイアン:薄片状黒鉛を含み、加工性に優れるが脆い。
• ダクタイル鋳鉄:球状黒鉛を含み、より延性があり衝撃に強い。
• ホワイトアイアン:セメンタイトを含み、非常に硬く耐摩耗性があるが、非常に脆い。

鋳鋼とは何か？

鋳鋼は、炭素含有量が低く（通常0.1%～0.5%）、合金の柔軟性が高い鋼合金です。鋳鉄とは異なり、より均一な組織で凝固するため、次のような特徴があります：

• より高い強度と延性
• 良好な溶接性
• より優れた耐衝撃性
• ストレス下でのタフネス

一般的なタイプ:

• 炭素鋼鋳物:手頃な価格で多用途
• 低合金鋳鋼:強さと靭性の向上
• ステンレス鋳鋼:耐腐食性用途

鋳鉄と鋳鋼の比較：性能比較

プロパティ	鋳鉄	鋳鋼
炭素含有量	2.5% - 4.0%	0.1% - 1.0%
引張強度	より低い	より高い
耐衝撃性	貧しい	素晴らしい
硬度	高い	ミディアム
加工性	素晴らしい	中程度
溶接性	貧しい	グッド
減衰能力	高い	低い
耐食性	中程度（錆びることがある）	可変（合金による）
キャスティングのしやすさ	非常に良い	より困難
コスト	より低い	より高い

加工と製造の違い

鋳鉄：

• 公差の厳しい複雑な形状に鋳造しやすい。
• 鋳造後の溶接や再形成が難しい。
• より脆い - 動的応力や引張応力で亀裂が入る。

鋳鋼：

• 強靭で延性に富み、振動や衝撃にさらされる部品に適している。
• 溶接、熱処理、鋳造後の再成形が可能。
• 通常、より高価な合金と制御された注湯を必要とする。

コスト

• 鋳鉄 は、溶融温度が低く、合金化が単純なため、一般に製造コストが安い。
• 鋳鋼 は、製造コストと後処理コストは高いが、故障率が低いため、高負荷環境ではライフサイクルコスト全体を削減できる可能性がある。

実世界での応用

鋳鉄の用途

鋳鉄製は、このような部品に最適である：

• 良好な振動減衰性
• 低コストでの大量生産
• 繊細なディテールを持つ複雑な形状

典型的な例だ：

• エンジンブロックとシリンダーヘッド
• 工作機械ベース
• ブレーキ・ローターとドラム
• マンホール蓋
• 調理器具（フライパン、コンロ）

🏗️ 鋳鋼用途

鋳鋼は次のような場合に好まれる：

• 高い強度と靭性が不可欠
• 溶接または後加工が必要
• コンポーネントが動的または衝撃的な負荷に直面している

典型的な例だ：

• 掘削機とブルドーザーのアーム
• 橋梁とインフラサポート
• 鉱山機械（クラッシャーハウジング、ショベルリンク）
• 圧力容器およびバルブ本体
• オフショアおよび海洋部品

ケーススタディ正しい素材の選択

採掘作業で使用されるポンプハウジングは、摩耗や腐食が激しい場合があります。
鋳鉄 は耐摩耗性とコストパフォーマンスに優れているが、衝撃的な負荷が頻繁にかかる場合は、そのようなことはない、
鋳鋼 の方が、初期コストは高いものの、長期的には安全な選択である。

鋳鉄と鋳鋼のどちらを選ぶか？

適切な鋳造材料の選択は、プロジェクトの内容によって異なります。 機能要求, 予算そして 加工ニーズ.

選考基準	鋳鉄	鋳鋼
炭素含有量	2.5% - 4%	0.1% - 1.0%
引張強度	より低い	より高い
耐衝撃性	貧しい	素晴らしい
溶接性	非常に限られている	グッド
加工性	素晴らしい	中程度
耐食性	中程度（合金化可能）	ステンレス・グレードで改善可能
コスト	より低い	より高い
鋳造精度	高い（細部の保持が良い）	中程度

材料決定ガイド

• 高い衝撃荷重か、動的ストレスか？ → 選択する 鋳鋼
• 高い金型忠実度とダンピングが必要ですか？ → 選択する 灰色の鋳鉄
• コスト重視の大量生産？ → 鋳鉄の方が経済的
• 溶接や改造が必要な部品？ → 鋳鋼は汎用性が高い

ユースケース別サマリー表

アプリケーション・シナリオ	推奨素材
重い構造部品	鋳鋼
繊細なディテールを持つ複雑な形状	鋳鉄（ねずみ鋳鉄またはダクタイル鋳鉄）
振動減衰（機械）	鋳鉄
溶接/修理が必要な部品	鋳鋼
腐食性環境	ステンレス鋳鋼

結論

鋳鉄と鋳鋼のどちらを選ぶかは、単に化学組成の問題ではなく、材料の特性を性能、耐久性、コストの目標に合わせることです。

• を必要とする部品を設計している場合 高耐摩耗性, 優れた振動減衰性そして 低製造コスト, 鋳鉄 が有力候補だ。
• 一方、もしあなたのプロジェクトが 構造的靭性, 耐衝撃性あるいは 溶接による修正可能性そして 鋳鋼 の方がニーズに合うだろう。

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