一般にねずみ鋳鉄とは、炭素、珪素、マンガンの含有量が高く、硫黄の含有量が低い鋳鉄を指す。黒鉛鋳鉄は、液体鉄がゆっくりと冷却される黒鉛化プロセスによって形成される。黒鉛は薄片状に分布している。破断面が暗灰色であることからこの名がある。灰色鋳鉄は、薄片状黒鉛を含む鋳鉄を指す。主成分は鉄、炭素、ケイ素、マンガン、硫黄、リンである。最も広く使用されている鋳鉄で、その生産量は全鋳鉄生産量の80%以上を占める。一定の組成を持つ溶鉄に簡単な炉前処理を施し、注湯後に薄片状黒鉛を含む鋳鉄が得られ、ねずみ鋳鉄とも呼ばれる。
ねずみ鋳鉄の組成、構造および性能特性
ねずみ鋳鉄の化学成分
ねずみ鋳鉄HT150の化学組成はおおよそ次の通りである：炭素3.2%～3.5%、珪素1.9%～ 2.3%、マンガン0.5%～0.8%、硫黄 0.12%未満、リン0.2%未満。
ねずみ鋳鉄HT200の化学組成は、通常、炭素3.0%～3.3%、ケイ素1.4%～1.6%、マンガン0.8%～1.0%、硫黄0.15%未満、リン0.15%未満である。
ねずみ鋳鉄HT250の化学組成は一般に、炭素含有量が3.16%～3.30%、ケイ素含有量が1.79%～1.93%、マンガン含有量が0.89%～1.04%、硫黄含有量が0.094%～0.125%、リン含有量が0.120%～0.170%の範囲である。
灰色の鋳鉄構造
ねずみ鋳鉄の構造は、金属マトリックスと薄片状黒鉛からなる。金属マトリックスには、フェライト、パーライト、フェライト＋パーライトの3つの主な形態がある。異なるマトリックス構造により、ねずみ鋳鉄は以下のタイプに分けられる：
フェライト系ねずみ鋳鉄：フェライト金属マトリックス上に粗いフレーク状黒鉛が分布している。強度、硬度が低く、鋳造性に優れ、要求の低い鋳物や薄物部品の製造に使用できる。
フェライト・パーライト系ねずみ鋳鉄：片状黒鉛がパーライトとフェライトからなる母材上に分布している。黒鉛片はやや厚く、数も多い。鋳造時の管理が容易で、切削性に優れ、広く使用されている。.
パーライトねずみ鋳鉄：微細で均一な薄片状黒鉛がパーライト母相上に分布している。高い強度と硬度を持ち、主に重要な機械部品の製造に使用される。
ねずみ鋳鉄の性能特性
ねずみ鋳鉄の鋳造性能特性
ねずみ鋳鉄は優れた鋳造特性を持つ。その化学組成は共晶点に近く、溶けた鉄は流動性がよく、非常に複雑な部品を鋳造することができる。さらに、黒鉛の比体積が大きいため、凝固時の鋳物の収縮が少なく、工程を簡略化し、鋳物の応力を低減し、緻密な組織を得ることができる。
ねずみ鋳鉄の機械的性質
ねずみ鋳鉄の機械的性質は比較的低い。引張強さは鋼より低く、塑性と靭性も低い。黒鉛は薄片状に分布し、有効支持面積は比較的小さく、黒鉛の先端は応力が集中しやすいため、ねずみ鋳鉄の強度、塑性、靭性は他の鋳鉄より低い。しかし、ねずみ鋳鉄の圧縮強度は比較的高く、一般に引張強度の3～4倍である。パーライトを母材とするねずみ鋳鉄は、高い硬度と耐摩耗性を持つ。
ねずみ鋳鉄の耐摩耗特性
ねずみ鋳鉄は耐摩耗性に優れている。これは、黒鉛自体に潤滑効果があり、黒鉛が落下した後の空洞が潤滑油を吸収して蓄えることができるため、鋳物の耐摩耗性が良くなるからである。さらに、鋳物には硬度の高いリン共晶が含まれており、耐摩耗性をさらに向上させることができる。
ねずみ鋳鉄の耐食性特性
ねずみ鋳鉄はある程度の耐食性がある。ねずみ鋳鉄は、一部の弱酸、弱アルカリ、水、ガス環境では耐食性があります。しかし、ねずみ鋳鉄の耐食性は、いくつかの特殊な耐食性材料に比べると比較的限定的である。
ねずみ鋳鉄の切削性能特性
ねずみ鋳鉄は、フレーク状黒鉛の工具に対する潤滑効果と切屑分断効果により、良好な切削性能を発揮する。ねずみ鋳鉄の切削性能は、マトリックス構造と硬度に依存する。フェライトマトリックスが最良で、次いでパーライトマトリックスである。遊離セメンタイトが存在する場合、切削性能は急激に低下する。
ねずみ鋳鉄の等級と用途
ねずみ鋳鉄には多くの等級がありますが、一般的なものはHT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350などです。
| HT100 | HT100は、カバー、アウターカバー、パレット、オイルパン、ハンドホイール、ハンドフレーム、ボトムプレート、ハンドル、スチールインゴット鋳型、冶金装置の高炉カウンターウエイト、製鋼炉ウエイトなど、軽荷重にしか耐えられない単純な鋳物の製造に使用されます。 |
| HT150 | HT150は、適度な曲げ応力に耐えることができ、ギアボックス、排気管、農業用車両の吸気管、および作業台のような相対的な動きや摩耗を受ける部品の製造に使用されます。 |
| HT200 | HT200は、工作機械のワークテーブル、スライド、ベース、自動車のギアボックス、吸排気管、ポンプボディ、バルブボディ、バルブカバーなど、中程度の曲げ応力に耐え、摩擦面間の圧力が500MPaを超える鋳物の製造に使用される。 |
| HT250 | HT250は、鋳鉄台、鋳鉄平板、マーキング平板、鋳鉄作業台、組立平板、溶接平板、歯車、水準器、工作機械ベッド、たわみ計、大型鋳物などの製造に適しています。 |
| HT300 | HT300は、三次元フレキシブル溶接プラットフォーム、重工作機械ベッド、ギア、カム、大型エンジンクランクシャフト、シリンダーブロック、高圧シリンダー、圧延機ベースなど、高い曲げ応力がかかり、高い気密性が要求される鋳物の製造に適しています。 |
| HT350 | HT350は、旋盤、パンチプレス、およびマシンベース、鋼製ローリングスライド、ローラー、コークス柱、円筒形ミキサーリングギア、支持ホイールシートなど、より大きな応力にさらされる他の重機の製造に使用されます。 |
ねずみ鋳鉄の熱処理
ねずみ鋳鉄の熱処理には、主に以下のような様々な方法がある：
ストレス・リリーフ・アニール
鋳物の残留応力を除去し、その幾何学的寸法を安定させ、切削による歪みを低減または除去するために、鋳物は応力除去焼鈍を行う必要があります。応力除去焼鈍温度を決定する際には、鋳鉄の化学組成を考慮する必要があります。普通ねずみ鋳鉄の応力除去焼鈍温度は通常550℃、低合金ねずみ鋳鉄の場合は600℃、高合金ねずみ鋳鉄の場合は650℃まで上げることができます。加熱速度は一般に60℃です。~120℃/h.保持時間は、加熱温度、鋳物のサイズと構造の複雑さ、必要な応力除去の程度によって異なります。鋳物の応力除去焼鈍の冷却速度は遅くなければならず、一般に20～40℃/hに制御され、200～150℃以下に冷却されたら炉から空冷することができます。
黒鉛化アニール
鋳鉄中に共晶セメンタイトがない場合、またはその量が少ない場合は、低温黒鉛化焼鈍を行うことができる。鋳鉄中の共晶セメンタイトの量が多い場合は、高温黒鉛化焼鈍を行わなければならない。低温黒鉛化焼鈍では、鋳鉄が黒鉛化し、共析セメンタイトが粒状化するため、鋳鉄の硬度が低下し、塑性が増加する。高温黒鉛化焼鈍は、鋳鉄をAc1の上限温度以上に加熱し、鋳鉄中の遊離セメンタイトをオーステナイトと黒鉛に分解させる。一定時間保温した後、要求されるマトリックス組織に応じてさまざまな方法で冷却する。
ノーマライゼーション
ねずみ鋳鉄を焼ならしする目的は、鋳物の強度、硬度、耐摩耗性を向上させるため、あるいは母相組織を改善するための表面焼入れの準備熱処理である。一般的な焼ならしは、鋳物をAc1 30～50℃の上限まで加熱して元の組織をオーステナイトに変化させ、一定時間保持した後、炉から出して空冷する。複雑な形状の鋳物や重要な鋳物は、内部応力を除去する前に焼ならしを行う。
焼き入れと焼き戻し
焼入れは、鋳物をAc1上限温度＋30～50℃、通常850～900℃に加熱し、組織をオーステナイトに変態させ、この温度に保持した後、焼入れを行うもので、通常はオイル焼入れを用いる。焼戻し 黒鉛化を避けるため、焼戻し温度は一般に550℃以下とする。
表面焼き入れ：特定の鋳物の表面硬度、耐摩耗性、疲労強度を向上させるために、表面焼き入れを使用することができる。ねずみ鋳鉄もダクタイル鋳鉄も表面焼き入れが可能である。一般的に、高周波（中周波）誘導加熱表面焼き入れと電気接触表面焼き入れが使用される。
この記事は、ねずみ鋳鉄鋳物の様々な特性、製造工程、応用分野について、詳細な考察と分析を行ったものである。ねずみ鋳鉄鋳物の組成に関する研究を通じて、炭素、ケイ素、マンガンなどの含有量がその性能に大きな影響を与えることが明らかになった。例えば、ケイ素の含有量を適切に増加させれば、ねずみ鋳鉄鋳物の強度と靭性を効果的に向上させることができるが、ケイ素が過剰になると鋳物の硬度が低下する。適用分野では、ねずみ鋳鉄鋳物は、耐摩耗性、衝撃吸収性、コスト面で優れているため、自動車製造、機械工業などの分野で広く使用されている。
Dawang Metalsはねずみ鋳鉄鋳物において25年の専門知識を持ち、その高品質な鋳物はヨーロッパやアメリカの多くの国に輸出されています。ねずみ鋳鉄鋳物の信頼できるサプライヤーをお探しのお客様には、Dawang Metalsは競争力のある価格だけでなく、お客様の特定のニーズを満たす包括的な技術サポートも提供しています。
