ダクタイル鋳鉄とは？特性、成分、用途を一度に理解する

ダクタイル鋳鉄とは？

ダクタイル鋳鉄は、球状黒鉛鋳鉄またはノジュラー鋳鉄としても知られ、優れた機械的特性で有名な鋳鉄合金です。ダクタイル鋳鉄の核となる利点は 球状黒鉛 微細構造。

ダクタイル鋳鉄の組成は精密で複雑である：

• カーボン（C）: 3.0% – 4.0%

• ケイ素 (Si): 1.8% – 2.8%

• マンガン (Mn): 0.1% – 0.5%

• 硫黄 (S):< 0.02%

• リン (P):< 0.08%

• マグネシウム (Mg): 0.03% – 0.06%

• 希土類元素（RE）: 0.01% – 0.05%

従来のねずみ鋳鉄に含まれる薄片状の黒鉛とは異なり、ダクタイル鋳鉄に含まれる黒鉛は、鋳鉄の形状に沿った形で存在します。 結節状.この微細構造の根本的な変化により、材料の特性は劇的に改善され、従来の鋳鉄よりもはるかに優れたものとなった。

ダクタイル鋳鉄の起源

ダクタイル鋳鉄は偶然発見された素材ではない。ダクタイル鋳鉄は、19世紀後半に誕生した画期的な近代発明なのだ。 1940s.

鋳鉄が誕生する前は、鋳鉄はもろいことで有名だった。これは、内部のグラファイトが鋭利なフレーク状になっているためで、このフレークが弱点を作り、材料が砕けやすくなっていた。

真のブレークスルーは 1943 いつ H・モローグ博士 英国鋳鉄研究協会の研究者が発見した。 セリウム を溶けた鉄に接触させると、グラファイトの形状が変化する。ほぼ同時に、 キース・ミリス 米国のインターナショナル・ニッケル・カンパニーの研究者が、同じような効果を発見した。 マグネシウム.

ダクタイル鋳鉄の誕生につながったのは、こうした科学者たちのたゆまぬ努力だった。この技術革新により、内部の黒鉛はもろい薄片ではなく、強靭な球状となり、素材の特性が完全に変化した。これによりダクタイル鋳鉄は鋼鉄のような強度と靭性を持つようになり、現代の産業界で広く使われるようになった。

ダクタイル鋳鉄の利点

ダクタイル鋳鉄は、従来の鋳鉄と鋼鉄の両方の長所を併せ持つ画期的な素材です。

• 優れた強度とタフネス： 球状黒鉛構造により、ダクタイル鋳鉄は非常に高い引張強度と優れた耐衝撃性を持つ。
• 卓越した延性： 脆い鋳鉄とは異なり、壊れる前に鋼鉄と同じような塑性変形を起こすことができ、これは安全性と耐久性にとって極めて重要である。
• 優れた鋳造性： 流動性に優れ、収縮率が低いため、複雑で入り組んだ部品を精密に製造できる。
• 長持ちする耐久性： 鋳鉄の耐摩耗性と耐腐食性を受け継ぎ、過酷な環境下でも長期間にわたって信頼性の高い性能を発揮します。

ダクタイル鋳鉄の性能

ダクタイル鋳鉄の具体的な性能は、次のように定義される。 グレードこれは主要な機械的特性を直接反映する。

• 引張強さ： この素材は幅広い引張強度を提供し、一般的には次のような範囲に及ぶ。 400 MPa～900 MPa以上.
  • 例 について QT500-7 を超える引張強度を持つ。 500 MPaこれは一般的なねずみ鋳鉄の数倍である。
• 伸び： この指標は材料の延性を測定するもので、以下の範囲にある。 2%～25%以上.
  • 例 について QT400-18 グレードの伸長率は驚くほど高い。 18%一方、高強度 QT800-2 グレードの伸び率は低い。 2%.
• 降伏強度： これは、永久変形が起こる前に材料が耐えられる応力を示す。
  • 例 について QT500-7 グレードの降伏強度は約 320 MPa負荷がかかっても信頼性を確保できる。

ダクタイル鋳鉄の等級

ダクタイル鋳鉄の等級は、その性能を測る最も直接的な方法であり、各等級は機械的特性の特定のレベルを表します。次の表は、一般的な等級の比較です。

出典ISO 1083 国際規格

ダクタイル鋳鉄の材質は？

ダクタイル鋳鉄は、次のような工程を経て製造される。 球状化処理.これは、少量の 球状化剤 (マグネシウムや希土類元素など）を溶けた鉄に加える。この化学反応により、カーボンは凝固中に球状のグラファイトとして結晶化する。

ダクタイル鋳鉄の用途は？

ダクタイル鋳鉄は、さまざまな産業で使用されている汎用性の高い素材である：

• 自動車産業： クランクシャフト、コネクティングロッド、シリンダーブロック、ディファレンシャルハウジング。
• 機械工学： バルブ、ポンプケーシング、ギア、ベアリングハウジング。
• 農業機械： トラクター部品、その他農機具。