ダクタイル鋳鉄とは、溶鉄が凝固する過程で炭素が球状黒鉛に析出した鋳鉄を指します。 ねずみ鋳鉄と比較すると、その金属組織の最大の違いは黒鉛の形状の変化であり、これによりねずみ鋳鉄中の鋭利な黒鉛の存在が回避され、金属母材に対する黒鉛の切削効果が大幅に減少し、応力集中現象が基本的に排除されます。片状黒鉛による強度利用率70-90%を達成し、金属マトリックスの性能を最大限に引き出します。
ダクタイル鋳鉄は、鋼と同様に熱処理や合金化などにより性能をさらに向上させることができます。 たとえば、加工されたダクタイル鋳鉄は、最大 24% の伸び率で優れた靭性を実現できます。 引張強さは最大1400MPaに達し、鋼に近い値となります。
ダクタイル鋳鉄は鋳鉄に比べて強度が高くなりますが、耐食性は同等です。
鋼と比較して、ダクタイル鋳鉄には多くの利点があります。 たとえば、鋳造性能が良く、コストが比較的低い。 生産量の継続的な増加と性能の開発により、ダクタイル鋳鉄は鍛造鋼や鋳鋼の一部を置き換えることに成功し、有望な金属構造材料となっています。
機械的性質は金属の金属組織と密接に関係しており、どのような金属組織がどのような機械的性質を決定するのかが決まります。 ダクタイル鋳鉄も例外ではありません。 黒鉛球状化を通じてのみ、金属マトリックスが機能し、鋳鉄の機械的特性を大幅に向上させることができます。 グラファイト球状化だけがマトリックスの特性をさらに変えることができ、これはより意味のあることです。 したがって、ダクタイル鋳鉄の金属組織学的研究は、ダクタイル鋳鉄を理解して使用するための前提条件です。
01. ダクタイル鋳鉄の形成
球状黒鉛の形成は、核生成と成長という 2 つの段階を経ます。 核生成プロセスは黒鉛の主要なプロセスであり、溶鉄の溶解とその後の球状化および接種処理で大量の非金属介在物が生成されます。 一次介在物は非常に小さく、その後の鋳造、充填、凝固の過程で互いに衝突・凝集して大きくなり、浮遊または沈降して黒鉛析出の核となります。
球状グラファイトコアの形成後、炭素原子がコア基板上に積み重なり始め、グラファイトの最終形状がプロセス条件の影響を受ける成長モードを決定します。 したがって、球状黒鉛を得るためには、黒鉛の成長プロセスを制御することが鍵となります。
02. 金属組織
球状グラファイトの外観は球に似ていますが、内部は放射状であり、顕著な偏光効果があります。
グラファイトは、多くの錐体状樹枝状結晶から構成される多結晶材料であり、各樹枝状結晶の基底面は球の直径に対して垂直であり、C 軸は球の中心に向かって放射状になっています。
球状化グレーディング:
応用
1. 圧力パイプと継手：輸送中に通常の鋳鉄パイプよりも高い圧縮抵抗があり、建設中により便利で迅速であるため、多くの先進国はパイプや継手の製造材料としてダクタイル鉄を使用しています。 したがって、圧力管の材料としてそれを選択するのが賢明です。
2. 自動車用途: ダクタイル鋳鉄は主に自動車産業の発電機、ギア、シャフトスリーブ、ブレーキ、および特殊装置部品に使用されます。
3. 農業機械および建設用途：一般に農業機械は比較的長寿命を要求されますが、ダクタイル鋳鉄で形成されたさまざまな部品はこれを正確に達成できます。 さらに、一部の建設プロジェクトや道路敷設では、同じくダクタイル鋳鉄で作られたブルドーザーやクレーンなどを使用する必要があります。
4. バルブ製造：ダクタイル鋳鉄は主にバルブ製造に使用され、酸、アルカリ、塩などの液体を輸送する際に重要な役割を果たします。
5. 一般用途: 上記の代表的な用途に加えて、ダクタイル鋳鉄は機械産業でも広く使用されており、複雑な工作機械部品や大型機械用の鋳物の製造に使用できます。 もちろん、引張強度と加工性の良さを生かして軽量鋳物にも適用可能です。 レンチやペンチなどの電動工具にもダクタイル鋳鉄が最適な材質として使用されています。
Welong のダクタイル鋳鉄鋳物:
