機械的性質

鋳鉄は鉄に炭素を混ぜ合わせた金属で、炭素の割合が２％以上のものを指します。この炭素がどのような形で含まれているかで、鋳鉄の性質は大きく変わります。球状黒鉛鋳鉄は、その名の通り、炭素が球の形で含まれている鋳鉄です。 一般的な鋳鉄では、炭素は薄くて平たい片のような形で存在しています。これを片状黒鉛鋳鉄と言います。この平たい炭素は、まるで金属の中に切れ込みが入っているように、金属全体の強度を弱めてしまう欠点がありました。球状黒鉛鋳鉄では、炭素が球状になっているため、この切れ込みのような影響が少なく、金属本来の強度を保つことができます。まるで金属の中に小さな玉をたくさん埋め込んだような状態で、力が加わっても、球状の炭素がクッションの役割を果たし、荷重をうまく分散させてくれます。 球状黒鉛鋳鉄は、片状黒鉛鋳鉄に比べて、引っ張る力に対する強さと、伸びやすさが大きく向上しています。これは、球状の炭素が応力集中を防ぐためです。応力集中とは、金属に力が加わった際に、特定の部分に力が集中してしまう現象です。片状黒鉛鋳鉄では、平たい炭素の先端に力が集中しやすく、そこから亀裂が入りやすい欠点がありました。しかし、球状黒鉛鋳鉄では、炭素が球状なので応力集中が起こりにくく、結果として高い強度と粘り強さを実現しています。 これらの優れた特性から、球状黒鉛鋳鉄は自動車部品をはじめ、高い強度と耐久性が求められる様々な用途に利用されています。例えば、自動車のエンジン部品、クランクシャフト、ギア、その他にも水道管の継手など、様々な場面で活躍しています。球状黒鉛鋳鉄は、強度と耐久性だけでなく、加工のしやすさやコストのバランスも良いため、今後も様々な分野での活用が期待される材料と言えるでしょう。