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鋳鉄 - 版の履歴
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182.164.223.210: /* 黒鉛の形と強度の向上 */
2013-05-27T20:10:27Z
<p><span class="autocomment">黒鉛の形と強度の向上</span></p>
<p><b>新規ページ</b></p><div>'''鋳鉄'''（ちゅうてつ、cast iron）とは、<br />
# 通俗的には、[[鉄]]を使った[[鋳物]]製品全般、またそこに用いられている[[鉄]]のこと。<br />
# 学術・産業上は、[[炭素|炭素 C]]を2.14~6.67%、[[ケイ素]]Siを約1～3%の範囲で含む[[鉄|鉄 Fe]]の[[三元合金]]の意味。<br />
以下、後者について解説する。<br />
<br />
== 概要 ==<br />
Fe-C（2成分系）[[状態図]]の[[共晶]]点（炭素含有量4.2～4.3%）付近で[[融点]]が低いため、溶融させた[[金属]]を型に流し込み製造するプロセスの[[鋳造]]に用いられる。伸びがなく硬くて脆い。[[銑鉄]]に比べて[[ケイ素]]Siを多く（約1～3%）含有しているものが用いられることが多い。<br />
<br />
== 鋳鉄の種類 ==<br />
鋳鉄は、[[炭素]]の状態によって、ねずみ鋳鉄・白鋳鉄・まだら鋳鉄の三つに大別できる。以下に鋳鉄のおもな種類を示す。<br />
<br />
* 通常の鋳鉄<br />
** [[ねずみ鋳鉄]]（gray cast iron）：[[グラファイト]]（黒鉛）が片状で破断面がねずみ色。<br />
** [[白鋳鉄]]（white cast iron）：鉄の炭化物である[[セメンタイト]]が析出して破断面が白い。<br />
** [[まだら鋳鉄]]：ねずみ鋳鉄と白鋳鉄の混合型。<br />
<br />
* 強化した鋳鉄<br />
** [[強靭鋳鉄]]：片状黒鉛を細かくして、かつ丸みを帯びるように改良することで、強靭にしたもので、通常の鋳鉄以外のもの。<br />
** [[球状黒鉛鋳鉄]]（spherical graphite cast iron）：[[マグネシウム]]Mg、[[セリウム]]Ce などを加えて黒鉛を球状化したもの。'''ノジュラー鋳鉄'''（nodular cast iron）、'''[[ダクタイル鋳鉄]]'''（[[:en:Ductile iron|ductile cast iron]]）ともいう。<br />
** [[可鍛鋳鉄]]（[[:en:Malleability|malleable]] cast iron）：白鋳鉄を熱処理したもの。（名前の通り鍛造出来るわけではなく、強く叩いても割れにくい。）<br />
*** '''黒心可鍛鋳鉄'''（FCMB）<br />
*** '''白心可鍛鋳鉄'''（FCMW）<br />
*** '''パーライト可鍛鋳鉄'''（FCMP）<br />
** [[合金鋳鉄]]：[[ニッケル]]Ni、[[クロム]]Cr、[[モリブデン]]Mo などを含む。<br />
*** '''高クロム鋳鉄'''<br />
*** '''高ケイ素鋳鉄'''<br />
*** '''ニレジスト'''（Ni-Cr-Cu鋳鉄）<br />
<br />
[[画像:Castiron C Si.png|thumb|right|200px|マウラーの組織図]]<br />
<br />
== 成分比(CとSiの含有量)と鋳鉄の組織 ==<br />
鋳鉄は炭素量が多いと[[黒鉛]]（グラファイト）が晶出する。黒鉛は黒色をしており、炭素量の多い鋳鉄はその断面の色からねずみ鋳鉄と呼ばれる。<br />
<br />
図は、マウラーの組織図と呼ばれるものをモデル的に描いたもので、鋳鉄の成分範囲と組織とを区分したものである。各領域と組織は下表のようになる。なお、鋳鉄の組織は冷却速度によっても変わる。<br />
<br />
<table frame="border"><br />
<tr><br />
<td>成分範囲<br />
</td><br />
<td>組織<br />
</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td> I の範囲：白鋳鉄<br />
</td><br />
<td>[[セメンタイト]]+[[パーライト]]<br />
</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td>IIa の範囲：まだら鋳鉄<br />
</td><br />
<td>セメンタイト+パーライト+[[グラファイト]]<br />
</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td>II の範囲：ねずみ鋳鉄<br />
</td><br />
<td>パーライト+グラファイト<br />
</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td>IIb の範囲：ねずみ鋳鉄<br />
</td><br />
<td>パーライト+グラファイト+[[フェライト相|フェライト]]<br />
</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td>III の範囲：ねずみ鋳鉄<br />
</td><br />
<td>フェライト+グラファイト<br />
</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td>IIの色塗りの範囲：パーライト鋳鉄<br />
</td><br />
<td>安定したパーライト+グラファイト組織<br />
</td><br />
</tr><br />
</table><br />
<br />
== 黒鉛の形と強度の向上 ==<br />
鋳鉄の中に晶出する黒鉛の形状は、冷却速度や、合金成分によってかわり、それによって強度が変化する。黒鉛が球状に析出させるように工夫して靭性を向上させたものが、[[ダクタイル鋳鉄]]（球状黒鉛鋳鉄）などである。凝固材料は一般的に、凝固収縮に伴う様々な欠陥を生じる。あまり強調されることはないが、黒鉛の晶出による鋳鉄の場合、凝固時に収縮はせず、軽く膨張するといった性質やアルミニウムと違い比重が重いことによる静水圧による健全効果から、理想的鋳造材料ともいえ、巨大構造体への使用はいまだ衰えることはない。<br />
<br />
== 関連項目 ==<br />
* [[鋳物]]<br />
* [[鋳鋼]]<br />
<br />
[[Category:鉄|ちゆうてつ]]</div>
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