鋳物製品の設計や調達において、「鋳鉄」と「鋳鋼」の違いを理解することは非常に重要です。
本記事では、両者の定義、炭素含有量、強度、耐食性、加工性、主な用途などを比較し、それぞれの特徴と選定ポイントを詳しく解説します。
鋳鉄と鋳鋼の定義と炭素含有量の違い
鋳鉄（ちゅうてつ）と鋳鋼（ちゅうこう）は、どちらも溶融した鉄を型に流し込んで成形する鋳物ですが、炭素（黒鉛）の含有量に違いがあります。
- 鋳鉄：炭素含有量が2.1%以上
- 鋳鋼：炭素含有量が2.1%以下
この炭素含有量の違いにより、物理的性質や適した用途が異なります。
鋳鉄の種類と特徴
鋳鉄は、含有する黒鉛の形状により以下の3種類に分類されます。
- ねずみ鋳鉄（FC）：片状黒鉛を含み、優れた鋳造性と機械加工性を持ちます。
- CV鋳鉄（FCV）：片状黒鉛と球状黒鉛の中間的な特性を持ち、強度と延性のバランスが良好です。
- 球状黒鉛鋳鉄（FCD）：球状黒鉛を含み、高い強度と延性を兼ね備えています。
鋳鉄は硬く、圧縮強度や耐摩耗性、耐熱性に優れていますが、衝撃には弱く、脆い性質があります。
鋳鋼の種類と特徴
鋳鋼は、含有する合金元素の有無により以下の2種類に分類されます。
- 普通鋳鋼（炭素鋼鋳鋼）：炭素を主成分とし、一般的な機械部品に使用されます。
- 合金鋼鋳鋼：クロムやニッケルなどの合金元素を含み、特定の性能を強化しています。
鋳鋼は、柔軟性や衝撃耐性が高く、溶接性にも優れています。そのため、構造物や機械部品など、強度と靭性が求められる用途に適しています。
鋳鉄と鋳鋼の比較表
| 特性 | 鋳鉄（ちゅうてつ） | 鋳鋼（ちゅうこう） |
|---|---|---|
| 炭素含有量 | 2.1%以上 | 2.1%以下 |
| 強度 | 高い | 高い |
| 引張強度 | 低い | 高い |
| 耐食性 | 高い（黒鉛の影響） | 低い（表面処理が必要な場合あり） |
| 耐摩耗性 | 高い | 低い |
| 耐熱性 | 高い | 低い |
| 柔軟性 | 低い | 高い |
| 衝撃耐性 | 低い | 高い |
| 加工性 | 優れているが、脆いため注意が必要 | 良好で、溶接も可能 |
| 主な用途 | 自動車・鉄道のエンジン部品、下水管、調理器具など | 機械部品、構造物、車両部品など |
用途に応じた材料選定のポイント
鋳鉄と鋳鋼の選定は、製品の使用環境や求められる性能に応じて行う必要があります。
- 鋳鉄：耐摩耗性や耐熱性が求められる部品に適しています。
- 鋳鋼：衝撃や引張強度が重要な部品に適しています。
例えば、自動車のエンジン部品や下水管には鋳鉄が、機械の構造部品や車両のフレームには鋳鋼が選ばれることが一般的です。
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