ダクタイル鋳鉄

ダクタイル鋳鉄は、鋼の強度と鉄の鋳造性を兼ね備えた優れた総合特性を備えています。機械加工性、振動減衰性、耐疲労性に優れ、鍛造鋼や合金鋼に比べて安価です。現在、ダクタイル鋳鉄は自動車製造、機械設備、都市パイプライン網、鉄道、航空などで広く使用されており、ねずみ鋳鉄に次ぐ鋳鉄の種類となり、「鋼から鉄への代替」のモデル材料としてもてはやされています。

ダクタイル鋳鉄の概念は現代産業に特有のものではありません。考古学的研究により、戦国時代（約2000年前）の早い時期に、中国の職人たちはすでに「鋳鉄軟化」と呼ばれるプロセスを通じて球状黒鉛鋳鉄を作成する技術を習得していたことが明らかになりました。均一に分布した球状黒鉛構造は、漢時代に発掘された鉄の工芸品にも観察されています。これは、古代中国の製鉄職人が長年にわたる実践を通じて、黒鉛の形態を利用して鋳鉄の特性を改善する原理をすでに発見していたことを示しています。-当時は体系的な科学理論はまだ形成されていませんでしたが、この発見は人類が鋳鉄の黒鉛化プロセスを早期に理解していたことを示しています。

現代のダクタイル鋳鉄技術の誕生は、一般に 20 世紀半ばにまで遡ります。- 1947 年、英国の H. Morrogh が、鋳鉄にセリウム (Ce) を添加して球状黒鉛を得る方法を初めて公表しました。この発見は、現代のダクタイル鋳鉄産業の始まりとなりました。ほぼ同時に、米国のインターナショナル・ニッケル・コーポレーション（INCO）のAPガンガネビンらは、溶鉄にマグネシウム（Mg）を添加し、接種処理を行うことで高性能の球状黒鉛鋳鉄が得られることを独自に発見した。

第二次世界大戦中および戦後、戦略的材料であるクロムが不足したため、ダクタイル鋳鉄は耐摩耗性鋳鉄合金の代替品として、すぐに産業界の注目を集めました。{0}} 1948 年にイギリスとアメリカでダクタイル鋳鉄の工業生産が始まりましたが、当初は主に自動車部品やパイプの製造が目的でした。中国は 1950 年にダクタイル鋳鉄の開発と生産に成功しました。1951 年、王宗明教授は希土類マグネシウム球状化剤の開発に成功し、マグネシウム蒸気爆発の高いリスクや低い吸収速度などの問題を解決し、中国におけるダクタイル鋳鉄技術の急速な発展を促進しました。数十年の開発を経て、ダクタイル鋳鉄は最も広く使用されているエンジニアリング材料の 1 つになりました。世界のシリアル。

ダクタイル鋳鉄製造の核心は球状黒鉛を得ることであり、主に製錬、球状化処理、接種処理、鋳造が行われます。製錬には通常、キューポラ炉または誘導炉が使用され、正確な組成の純粋な溶鉄が必要です。化学組成の設計に関しては、通常、黒鉛の球状化を促進するために炭素とシリコンの含有量が過共晶になるように設計されています。

球状化処理はダクタイル鉄の製造において重要なステップです。マグネシウムまたは希土類マグネシウム合金は通常、硫黄の有害な影響を排除し、黒鉛の球状化を促進する球状化剤として溶鉄に添加されます。その後、フェロシリコンなどの接種剤を添加し、黒鉛核を増加させ、黒鉛球状体を微細化し、白鋳鉄の生成を防ぐ接種処理を行います。鋳造中、ダクタイル鋳鉄は凝固中に大幅に膨張するため、引け巣や気孔が発生しやすくなります。したがって、ライザーの設計では逐次凝固原理がよく使用されます。さらに、連続鋳造技術（横型連続鋳造など）の適用により、より緻密な組織とより均一な特性を備えたダクタイル鋳鉄形材を高い生産効率と低コストで製造することができます。

ダクタイル鋳鉄の発明と応用は、現代産業に大きな影響を与えました。鋳鉄の強度と靭性の矛盾を解決し、この古代の素材を現代に蘇らせました。ダクタイル鋳鉄は、鋼を鉄に置き換える理想的な材料として、多くの用途で高価な鍛造鋼や鋳鋼に取って代わり、製造コストを大幅に削減しています。同時に、鋳鉄の優れた鋳造特性を保持しているため、複雑な形状の鍛造が難しい部品の製造が可能になり、機械設計の可能性が大幅に広がります。{3}ダクタイル鋳鉄の普及は、自動車、機械、建設などの産業における技術進歩を促進するだけでなく、省エネルギー、排出ガス削減、材料科学の発展にも大きく貢献しています。

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