ねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄:違い、特性、用途

ねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄:違い、特性、用途

ねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄は、ほぼ同じ化学組成を持っています。どちらも鉄に約3~4%の炭素とケイ素を加えたものです。しかし、一方は脆く、もう一方は破断する前に伸びる性質があります。どちらを選ぶかによって、部品の性能、金型やライザーの設計、部品の機械加工、そして材料証明書の内容までが変わってきます。

このガイドでは、両者の違い、当社が扱う成績区分、一般的な申請方法、そしてお客様が指定した成績を取得したことを確認するためのチェック手順について説明します。

それはグラファイトの形状に尽きる

どちらのアイロンでも、金属が固まる際に炭素の一部が黒鉛として分離する。この黒鉛の形状が、両者の違いのほぼ全てを決定づけている。

ねずみ鋳鉄:黒鉛は互いに連結した薄片状に形成されます。破断面では、これらの薄片が灰色を呈し、それがこの材料の名前の由来となっています。薄片は振動を遮断し、熱伝導性に優れています。しかし、それぞれの薄片の先端は小さな亀裂のように応力を集中させるため、ねずみ鋳鉄はほとんど塑性変形を起こさずに破壊されます。

ダクタイル鋳鉄(球状黒鉛鋳鉄とも呼ばれる):鋳込み前に鉄にマグネシウムを添加し、接種する。すると黒鉛が球状に成長する。球には鋭利な角がないため、亀裂が発生しにくく、周囲の金属が張力を支え、曲げ、衝撃を吸収することができる。

黒鉛の周囲にある金属、つまりマトリックスも重要です。フェライト質のマトリックスは、より柔らかく、延性に優れた鋳鉄になります。パーライト質のマトリックスは、より高い強度と硬度をもたらします。FCD450とFCD550はどちらも球状黒鉛を含んでいるにもかかわらず、異なる挙動を示すのはそのためです。

ねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄の比較(一目でわかる)

ねずみ鋳鉄は、制振性、熱伝導性、鋳造性、コスト面で優れている。一方、ダクタイル鋳鉄は、部品が引張、曲げ、衝撃に耐える必要がある場合に優れている。

財産 グレー鉄 ダクタイル鋳鉄
グラファイト形状 フレーク 球状体(結節)
最小引張強度、当社のグレード 250~300 MPa 450~550 MPa
伸長 ほぼゼロ 学年によって測定可能(学年表を参照)
衝撃および耐震性 低い 高い
振動減衰 素晴らしい 適度
熱伝導率 より高い より低い
被削性 とても良い、短い割れたチップ 良い、長めのチップ
鋳造時の収縮傾向 低く、餌やりがしやすい 高さが高くなるため、ライザーの設計には注意が必要です。
相対的な材料費 通常は低い 通常は高くなる(追加の処理と工程管理のため)

鋳造および機械加工するグレード

等級(JIS) タイプ 最小引張強度 最小伸び 最も近いENグレード
FC250 グレー 250 MPa — EN-GJL-250
FC300 グレー 300 MPa — EN-GJL-300
FCD450 延性 450 MPa 10% EN-GJS-450-10
FCD500 延性 500 MPa 7% EN-GJS-500-7
FCD550 延性 550 MPa    

 

どのグレードが自分の部品に合うか分からない?

適切な鉄とは、仕様書の数値が最も高いものではなく、負荷条件に合致する鉄である。ダクタイル鋳鉄を過剰に指定するとコストが増加する。ねずみ鋳鉄を過小指定するとリスクが増加する。

図面または3Dファイルを以下の情報と共にお送りください。

  • その部品がどのような働きをし、どのような負荷がかかるか
  • 準拠する材料規格(JIS、EN、またはASTM)
  • 年間推定生産量(1回の注文につき100個から承ります)

当社の鋳造および機械加工エンジニアが共同で検討し、その理由とともに推奨する初期グレードを提示します。