鋳鉄と鋼の一般的な比較1
鋳鉄と鋼の一般的な比較2


鋳鉄と鋳鋼は表面が非常によく似ている場合があり、製造から用途に至るまでさまざまな利点と欠点があります。これらの長所と短所を理解し、適切なものを選択すると、強度と耐久性、ひび割れまたは変形した部品の間に許容できない違いが生じ、すぐに光沢が失われる可能性があります。

炭素含有量


鉄鋼は鉄原子を主成分とする非鉄金属です。しかし、製造業ではそれほど単純ではありません。多くの異なる合金とグレードがあります。実際、鋳鉄と鋼の主な違いは炭素組成です。鋳鉄には通常2.5%カーボンが含まれていますが、鋳鋼には通常0.2-0.6%カーボンが含まれています。

被削性


最終的な用途によっては、特定の許容差を達成するため、または必要な仕上げを作成するために、鋳造を機械加工する必要がある場合があります。被削性は、特定の材料の被削性または研削性の尺度です。他の材料よりも加工が難しい材料もあります。一般的に言って、機械的特性を改善するために高合金を添加した金属は、機械加工性が低くなります。
鋳鉄は通常鋼よりも加工が簡単です。鋳鉄のグラファイト構造は、より均一な方法で破損する可能性が高くなります。白鉄のような硬い鉄は、その脆さのために加工が困難です。
同じ一貫性では、鋼は簡単に切断できず、工具の摩耗が多くなり、製造コストが高くなります。硬化鋼または高炭素含有量の鋼も工具の摩耗を増加させます。軟鋼は良くない場合がありますが、軟鋼は軟質ではありますが、くっついて使いにくい場合があります。

特性


次の表に、各原料の品質の概要を示します。検討する鋼にはさまざまなタイプがありますが、この表では、最も一般的な2つの金属のねずみ鋳鉄と炭素鋼に焦点を当てています。

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キャスタビリティ


溶鉄と鋼を扱う人々はすぐに鋳造性と収縮が非常に異なることに気付くでしょう。鋳鉄は注ぎやすく、鋼ほど収縮しないため、鋳造が比較的簡単です。これは、金型内の複雑なボイドを簡単に埋めることができ、完成するのに必要な溶融材料が少なくて済むことを意味します。この流動性により、鋳鉄は建物や、フェンスやストリート家具などの華やかな鉄の構造物にとって理想的な金属になります。
鋳物の内部構造は通常、均一に冷却されません。外部領域と鋳鉄の薄い部分は異なる速度で冷却および収縮しますが、内部領域と厚い部分は通常、内部張力または応力を発生させますが、これは熱処理によってのみ緩和できます。
これらの理由により、鋳鋼の鋳造プロセス全体でより多くの注意と検査が必要です

圧縮強度


圧縮強度は、オブジェクトのサイズを縮小する力に耐える材料の能力です。これは、材料を引き離す力の反対です。圧縮強度は、圧力とシールが重要な要素となる機械的用途に有益です。一般的に、鋳鉄は鋼よりも圧縮強度が優れています。

耐衝撃性


これまでのところ、鋳鉄の使用は鋼の使用よりも利点があるようですが、鋼には重要な利点があります。それは耐衝撃性です。鋼は、曲げ、変形、または破壊することなく、突然の衝撃に耐えることができます。これは、その強靭さのためです。高い応力と高いひずみに耐えることができます。
非塑性強度は、脆性材料の破壊を引き起こしやすい。鋳鉄は、強度と延性の典型的な代表です。脆性のため、鋳鉄の用途は限られています。
同時に、高い塑性または非破壊変形能力は、大きな衝撃に耐える強度がない場合には役に立ちません。
鉄はほとんどの鋳造用途で使いやすいかもしれませんが、鋼は強度と延性の最良の組み合わせを持っているため、非常に丈夫です。鋼の耐衝撃性とオールラウンドな支持能力により、多くの機械的および構造的用途に適しています

耐食性


鉄は鋼よりも耐食性に優れています。ただし、保護されていない場合、両方の金属は水の存在下で酸化します。十分な時間があれば、最終的にはがれます。したがって、腐食を防止するために、塗装や粉体塗装を使用して鋼の表面を保護することをお勧めします。下地の金属に露出したチップやクラックは腐食の原因となるため、コーティングされた金属の定期的なメンテナンスが重要です。耐食性が重要な要素である場合、特にステンレス鋼の場合、酸化を防ぐためにクロムやその他の合金が追加されているため、合金鋼の方が適しています。

被削性


最終的な用途によっては、特定の許容差を達成するため、または必要な仕上げを作成するために、鋳造を機械加工する必要がある場合があります。被削性は、特定の材料の被削性または研削性の尺度です。他の材料よりも加工が難しい材料もあります。一般的に言って、機械的特性を改善するために高合金を添加した金属は、機械加工性が低くなります。
鋳鉄は通常鋼よりも加工が簡単です。鋳鉄のグラファイト構造は、より均一な方法で破損する可能性が高くなります。白鉄のような硬い鉄は、その脆さのために加工が困難です。
同じ一貫性では、鋼は簡単に切断できず、工具の摩耗が多くなり、製造コストが高くなります。硬化鋼または高炭素含有量の鋼も工具の摩耗を増加させます。軟鋼は良くない場合がありますが、軟鋼は軟質ではありますが、くっついて使いにくい場合があります。

費用


鋳鉄は、最終製品の製造に必要な材料、エネルギー、労力のコストが低いため、通常、鋳鋼よりも安価です。生鋼は購入に費用がかかり、鋳造にはより多くの時間と労力が必要です。ただし、鋳造製品を設計する場合は、長期使用と交換のコストを考慮する必要があります。長期的には、製造コストが高い部品ほどコストが低くなる可能性があります。
鋼には、プレート、ロッド、バー、チューブ、ビームなど、多くの形式のプレハブもあり、特定の用途に合わせて機械加工または組み立てることができます。必要な製品と数量によっては、既存の鉄鋼製品の製造は費用対効果の高いオプションになる場合があります。
耐摩耗性
鋳鉄は通常、特に摩擦や摩耗の場合、鋼よりも機械的耐摩耗性に優れています。鋳鉄のグラファイト含有量が高いと、グラファイトの乾式潤滑剤が生成され、表面品質を低下させることなく、固体表面が互いに滑ります。
鋼は鉄よりも摩耗しやすいですが、それでも特定の種類の摩耗に耐えることができます。一部の合金添加剤は、鋼の耐摩耗性を向上させることもできます。

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鋳鉄および鋼の種


最も基本的な形の鋳鉄(ねずみ鋳鉄)と鋳鋼(軟鋼または炭素鋼)の品質を比較しましたが、鋼の特定の組成と相構造が機械的特性に大きく影響する可能性があります。たとえば、標準のねずみ鋳鉄の炭素は鋭いグラファイトフレークの形をしていますが、ダクタイル鋳鉄はより球状のグラファイト構造を持っています。フレークグラファイトはねずみ鋳鉄をもろくし、ノジュラー鉄の丸いグラファイト粒子は靭性を向上させるため、耐衝撃性のある用途に適しています。
合金を鉄鋼に添加して、必要な特性を得ることができます。たとえば、マンガンは靭性を向上させ、クロムは耐食性を向上させます。炭素含有量が異なることも、低炭素鋼、標準鋼、高炭素鋼を区別する理由です。炭素含有量が高いと、素材が硬くなります。

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