ダクタイル鋳鉄の主な特性と工学的な応用

機械材料の世界では 鉄が簡単に鋳造され 鉄の強さと強さを 兼ね備えた金属が存在したら? Ductile iron (also known as nodular cast iron or spheroidal graphite iron) represents precisely such a material - one that merges multiple advantages through unique microstructural design while overcoming the brittleness limitations of traditional cast iron.

鋳鉄材料の重要な分野として,柔性鉄は,特徴的なグラフィット形状によって従来の灰色鉄と区別されます.灰色の鉄で発見された薄片状のグラフィットではなく柔らかい鉄は,金属マトリックス全体に均等に分布した球状のグラフィット粒子を特徴としています.この微細構造の違いは優れた性質の基礎を形成します.

柔らかい鉄の開発は 1940年代から始まっています when researchers discovered that adding trace amounts of nodularizing agents (typically magnesium or rare earth elements) during casting could promote spherical graphite formation during solidificationこの革命的な発見は 鋳鉄材料の応用可能性を根本的に変えました

柔らかい鉄の生産には,いくつかの重要なステップが含まれます.

1. 原材料の調製:主要材料には,原油鉄,スクラップ鋼,リサイクル鋳造業の返品が含まれます.高純度原油鉄は,ノジュール化に影響を与える不純物を最小限に抑えるための主要な鉄源として機能します.
2. 溶解:材料は,ドーム,電弧炉,中周波感應炉などの炉で溶かされる.熱が速いため,特に好ましいのは,正確な構成制御です.
3. 結核化治療:結核化剤 (例えばマグネシウム・フェロシリコンまたは稀土合金) が溶けた鉄に加えられ,球状のグラフィット形成を促進する重要なプロセス.
4. ワクチン接種:接剤 (通常はフェロシリコン) を用いてグラフィット形状を精製し,結核数を増加させ,結核サイズを減少させる追加の治療.
5. 倒し:処理された溶融鉄は,欠陥を防ぐために温度と速度を制御した準備された模具 (砂,金属,または投資鋳造殻) に注入されます.
6. 冷却と固化:制御された冷却速度は,最終的な微細構造と特性に影響を及ぼします.
7. 処理後:機械的特性向上のための清掃,加工,熱処理を含む.

柔性鉄の微細構造は,フェリット,真珠,またはバイニティックである金属マトリックスに埋め込まれた球状のグラフィットで構成される.

• グラフィットノジュール:理想的なノジュールが球状で 均等なサイズで均等に分布する特徴です
• フェリットマトリックスダイナミック・ロード・アプリケーションで優れた柔らかさと衝撃耐性を備えています
• パール式行列:静的負荷を負担する部品により高い強度と硬さを提供します.
• バイニティックマトリックス:複雑な負荷条件で優れた強度と硬さバランスを提供します

従来の鋳鉄と比較して,柔らかい鉄は:

• 鉄鋼レベルに近づくより高い拉伸強度と強度
• 特殊な強度と衝撃耐性
• 複雑な幾何学で優れた鋳造性
• 鉄鋼に比べて優れた加工能力
• 耐磨性 (合金化により強化可能)
• 効果的振動抑制特性
• 鉄鋼に対するコスト効率性

標準グレード (例えば,EN-GJS-400-15,EN-GJS-600-3) は,張力強度 (MPa) と長さ (%) を示します.主な用途には以下が含まれます.

• 自動車:クランクシャフト,サスペンション部品,ブレーキドラム
• 重装備:掘削機の歯,ブルドーザーの刃
• インフラストラクチャ水管/ガス管,水槽蓋
• エネルギー:風力タービンのハブ,水力部品
• 鉄道:ブレーキディスク,ホイール

柔らかい鉄を指定する際には,エンジニアは以下の点を評価する必要があります.

1. サービス条件 (負荷,温度,腐食)
2. メカニカルプロパティ要件
3. 鋳造の複雑さ
4. 機械加工の需要
5. コスト制限

継続的な技術進歩により,柔らかい鉄は,あらゆる産業における性能の範囲と応用範囲を拡大し続けています.慎重 に 選択 し,適用 する こと は,製品 の 性能 の 最適化 に 大きく 貢献 する持続可能なエンジニアリングソリューションです