鉄鋼は最も重要な工学材料である。 鉄の焼き入れはとても重要です。
講演動画
鉄 vs 鋼
（未編集映像）
鋼。 Part 1 , スチール。 Part 2 , Steel: Part 3
特性と粒状構造。 BBC 1973 (Old but very good)
鉄は宇宙に豊富にあり、太陽や多くの種類の星に相当量含まれています。 地球のコアはニッケルと鉄でできていて、太陽の表面より高温だと考えられている。 この内核の強烈な熱によって、外核やマントルの物質が動き回る（対流）。
（注：本当に知らないというのはおかしいですね？ – 深く掘れば掘るほど熱くなることは分かっているが、地球の中心がどれだけ熱いかは推測するしかない。 地下12kmでも、科学者の計算は100％間違っていました。 この深さまで掘ろうとすると、岩盤が高温になってプラスチック化し、穴を圧迫してドリルを詰まらせるのです。 ネズミだ。 地球の中心まで掘るのはここまでだ（笑)。
炭素鋼
鋼は鉄（Fe）と炭素（C）の合金で、炭素は0.2〜2.04重量％である。 鉄の合金材料としては炭素が最もコストパフォーマンスが高いが、その他にもマンガン、クロム、バナジウム、タングステンなど様々な合金元素が使用される。
| Carbon Steel | ANSI def’n | General Def’n | Applications and properties | |
| Low carbon steel | 0.05-0.15% | <0.1% | 軟質、延性に富んでいます。 成形しやすい。 | |
| 軟鋼 | 0.16-0.29% | 0.1-0.25% | 引張強さは低いが安価で展延性があり、表面硬度は浸炭で高めることができる。 | |
| 中炭素鋼 | 0.30-0.59% | 0.25-0.45% | 延性と強度のバランスがよく、耐摩耗性がよい、大型部品、鍛造、自動車部品に使用される。 | |
| 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.45-1.0% | 非常に強く、スプリングや高強度ワイヤーに使用。 |
| 超高炭素鋼 | 1.0-2.0% | 1.0-1.50% (>1.5% rare) |
非常に固く、ナイフ、ポンチなどにも。 通常1.2%を超えると過度の脆性を防ぐために他の合金が必要になる。 | |
| 鋳鉄 | – | 低融点で鋳造しやすく、鋼より靭性と強度が低いです。 |
各種鋼の炭素率;
合金元素の量と鋼への取り込み方（溶質元素、沈殿相）によって、得られる鋼の硬さ、延性、引張強度などの性質に影響がある。 炭素の含有量が多くなると、鋼は鉄よりも硬く強くなるが、同時にもろくもなる。 鉄に対する炭素の溶解度は最大で2.14重量％（オーステナイト領域）、1149℃で発生する。炭素の濃度が高い場合や温度が低い場合はセメンタイト（非常に脆い）となる。 それ以上の炭素を加えると、融点が低く鋳造しやすい鋳鉄になる。
他の元素をごくわずかしか含まず、一方向に伸びた粒子状のスラグを1～3重量％含む錬鉄で、鉄に特徴的な結晶粒を与える。 鉄よりも錆びにくく、溶接しやすい。 現代では「鉄鋼業」と一括りにして語られることが多いが、歴史的には別々の製品であった。
鉄は何千年も前から生産されていたが、17世紀になってより効率的な生産方法が考案されてから一般的になった。 1800年代半ばのベッセマー法では、大量生産品に適した比較的安価な鉄ができた。 さらに、塩基性酸素製鋼法などの製法の改良により、金属の品質を高めながら、生産コストをさらに下げることができた。 現在、鉄は世界で最も一般的な材料の一つであり、建築物、工具、自動車、家電製品などの主要部品となっている。
pdfを取得する。 XLER_International_Compare.pdf
VIDEO: 特性と結晶粒構造。 BBC 1973
このビデオは、派手なイントロがあるだけで、何も語らない哀れな最近のビデオに勝っています。 スタジオから一歩も外に出ない。 この古いビデオは、鉄の粒の構造についてわかりやすく紹介するのに最適なものです。
その1: 結晶粒とは何か？ (動画11MB)
- 亜鉛メッキの物体に見られる斑点は亜鉛の結晶または粒です。
- すべての金属は粒でできていますが、通常は目に見えない（小さすぎて見えないか、同じ光沢・色）
- エッチング加工です。 鏡面仕上げ、強力な酸、洗浄、密閉。
- 純金属では、光の反射の仕方で粒の色が異なります。
- 小さな結晶が外側に伸びていき、それが合流します。
Part 2:再結晶 (動画 13MB)
- 冷間加工前の結晶粒は同じ大きさと形をしている
- 冷間加工により結晶粒は伸び、硬度と強度が増し、延性が低下する。
- 350℃になると、古い結晶粒に代わって新しい結晶粒がAl中に形成される。 再結晶と呼ばれる
- 再結晶は軟化して強度が低下し、延性が増加する
- 過度の再結晶温度は機械的性質を悪くする
第3部：鋼の熱処理（動画23MB）
- 鋼粒は小さくて見えません-約250倍の拡大鏡が必要
- フェライトです。 淡色。 鉄でできている。 延性は鋼に
- パーライト：色が濃い。 鉄＋炭化鉄の層。 鋼
- 100%パーライトに対する硬度・強度は約0.8%Cである。 パーライト、再結晶温度720C。
- Normalising – 空気中で冷却し、結晶粒を小さくし、形状を均一にし、靭性を高める
- Quenching – 硬度を高める。 パーライトが形成されるのに十分な時間がないため、針状の構造物であるマルテンサイトが形成されます。 非常に硬く、脆い。
- 焼戻し – （焼入れの後）靭性を回復させる。 マルテンサイトの針状組織を炭素の小片で修正する。
- 0.1%C鋼（マイルドスチール）。 再結晶温度は900℃。
Iron-Carbon Equilibrium Diagram
優れたリンク（Cambridge University)です。 http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2008/Steel_Microstructure/SM.html
Equilibrium diagramは、合金元素の範囲内で起こるさまざまな構造配置のグラフである。
この図は、ゆっくり冷やした場合（平衡状態）に、鉄と炭素がどのように組み合わされるかを示しています。 2%未満は鉄、2%を超えると炭素が凝集しやすい鋳鉄の領域に入っていきます（塊状）。 セメンタイトFe3Cは6.67%Cで、基本的にセラミックである。 Eの共析鋼（パーライト）はCが0.83％で、炭素が少なければ低共析鋼（A）、多ければ過共析鋼（B）である。 α鉄（フェライト）、γ鉄（高温でのみ存在するオーステナイト）、δ鉄（これも高温組織）。
0.83℃と4.3℃では非常に重要な2つの相変化が起こり、0.83℃と723℃ではパーライトと呼ばれる共析型に変化します。 この2つの相は層状に分離します。 ガンマ相（オーステナイト）–>α＋Fe3C（セメンタイト）
4.3％C、1130℃では共晶になり、レデブライトと呼ばれる。 L(liquid)–>γ(オーステナイト)+Fe3C(セメンタイト)です。 これが鋳鉄である。
BTW。 炭素（12）は鉄（56）よりずっと軽いので、実際の原子％C（原子を数えて）は、重量％Cの約4.6倍である。 ということは、そんなにすごいことではないんですね。 つまり、0.5%の炭素が軟鉄をすっかり変えてしまうように…質量ではなく原子を数えると、実際には2%程度なのです。
鉄-炭素構造（粒）の概要
- オーステナイト（γ-鉄）。 723℃以上でのみ存在し、このときFCC γ-鉄構造が発生する。 質量比で2.1%Cまで溶解することができる。 非磁性、軟質（だから熱間加工ができる）。 オーステナイトは、鉄原子をニッケルなどの他の原子に置き換えると、室温でも存在することができる。 これがオーステナイト系ステンレス鋼で、たとえば316などがこれにあたります。 高温のオーステナイトと同様、これらのステンレス鋼は非磁性である。
- セメンタイト（炭化鉄Fe3C、質量比6.67％C。 単位セルあたり鉄原子が12個、炭素原子が4個なので炭素原子が33％）。 セラミックなので非常に硬く、脆い。 タングステンカーバイドという言葉を聞いたことがありますか？ これは炭化鉄です。
- レデブライト（フェライト-セメンタイト共晶、炭素4.3％）
- フェライト（α-鉄、δ-鉄、軟質）です。 炭素なし、BCC。 軟質で延性がある。
- パーライト（フェライト88％、セメンタイト12％、0.83％C） フェライトより強度がある。 冷却が速すぎてパーライトが形成されず、セメンタイトのスパイクが結晶粒に固定された場合に発生する。 十分な炭素を含む鋼の焼入れ硬化で発生する。 非常に硬い。
顕微鏡写真（顕微鏡で見た写真）。
(A) = 0.1%C フェライト/パーライト, (B) = 0.25%C もっとパーライト, (C) = 0.83%C 全部パーライト, (D) = 1.4%C パーライト/セメンタイト
パーライトの拡大図 フェライト（白）とセメンタイト（黒）層を見せています
パーライトについてもっと知ることができます。 https://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/iss/kap_7/backbone/r7_1_2.html
大型FC平衡図
大型印刷版 2000x2658px
Slip
金属の一部が変形したとき、変形したのは粒のほうである。 結晶とは、原子が格子状に整然と並んだものである。 原子が引き離されると、原子は電子の引力によって結合されるため、これは弾性変形であり、バネのように作用する。 しかし、永久変形（または塑性変形）とは、原子が実際に層や平面で互いに滑り合うことを意味します。 これは非常に大きな力を必要とします。 その代わり、結晶の不完全性により、滑りが一度に 1 つの原子を移動することができます。 影響を受ける原子の範囲が広いほど、その結晶は延性が高い（滑りやすい）ことになります。 ここでは、結晶内を容易に移動できる転位と呼ばれる不完全性の例を示します。 
実際に滑った例です。 (
カドミウムの単結晶が100面上の転位スリップによって変形し、表面に
ステップを形成している走査型電子顕微鏡写真です。
次のアニメーションは、（金属などの）原子の格子を示しています。 原子を歪ませる方法は、軸方向（引っ張りや圧縮）とせん断（横方向）の2つだけです。
このアニメーションは、応力/歪み曲線の弾性部分のみを示しており、原子スリップは発生しません。
詳しい情報はこちらです。 http://www3.nd.edu/~manufact/MPEM_pdf_files/Ch03.pdf
ところで、BCC と FCC とは何でしょうか。
BCC (Body Centred Cubic) と FCC (Face Centred Cubic) の結晶構造は、鉄原子をパックする 2 つの別の方法です。
- BCC はフェライトと呼ばれる室温での配置で、
- FCC はオーステナイトと呼ばれる高温 (>723o C) での配置です。 SC, BCC, FCC, All three (SC+BCC+FCC)
SC は Simple Cubic で、鉄原子では発生しません。 これは塩（NaCl）の格子です。
最小の配列（単位）を下に示します。
これらの図について、よく混乱があります。
問題は、赤い原子が炭素、黒い原子が鉄のように見えるということです。 いやいや、そんなことはない!
すべての原子は鉄である!
これらの図のもう一つの問題は、SCからBCC、FCCと進むにつれて、コーナー原子の間隔が広がっていることを実際に示していないことです。
SC (Simple Cubic) 構造。 NOT IRON
SC（SimpleCubic）構造（鉄はやらない）では、原子間の距離はD（ここでDは原子の直径）
だからこの単位の体積はD3、原子の体積は4/3Πr3である。
つまり密度は固体原子の52%。
BCC(Body Centred Cubic)構造。 FERRITE
BCC(Body Centred Cubic)構造（鉄が723℃の環境で行う）では、鉄原子間の距離は1.1547Dである。 (ここでDは原子の直径)
従ってこの単位の体積は(1.1547D)3であり、これは2個の原子を収めるので原子の体積は2×4/3Πr3である。 つまり、密度は固体原子の68%です。
このような構造をフェライトと呼びます。 炭素はこの構造には全く入らない（まあ、嘘だけど。 炭素は0.025%で実質ゼロ、転移温度で0.035%でやはりゼロ）
FCC（面心立方）構造である。 AUSTENITE
FCC(Face Centred Cubic)構造（鉄は723℃以上でそうなる）では、鉄原子間の距離は1.4214Dである。 (ここでDは原子の直径)
したがってこの単位の体積は(1.4214D)3であり、これは4個の原子を収めるので原子の体積は4×4/3Πr3である。 つまり、密度は固体原子の74%です。 これが一番コンパクトで、フェライトより6％密度が高い！
この構造をオーステナイトといい、その中に2％の炭素を溶かすことができるのです。 鉄（56）は炭素（12）の4.7倍の重さなので、約21％の炭素原子を溶かすことができます（鉄原子5個に対して炭素1個程度）。
カーボンは各単位辺の真ん中にあるスペースにぴったりと収まることができます。 しかし、この場合、少し歪むので、すべての辺に炭素原子が入るわけではありません。
最高でも1130℃のオーステナイトでは、3単位ごとに2個強の炭素原子を置くことができます。 (原子数で2C:12Feまたは1:6)。 これが重量比2％の由来です。
詳細はこちら（かなり重い）
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00246587/document
BCCやFCCについての詳細はこちらです。
https://www.nde-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Structure/metallic_structures.htm
http://lessons.chemistnate.com/simple-cubic-fcc-and-bcc.html
https://chem.libretexts.org/Courses/University_of_Arkansas_Little_Rock/Chem_1403%3A_General_Chemistry_2/Text/…
Simple Cubic, Body-Centred Cubic, Face Centred Cubic結晶構造についての動画です。
単純立方体、体心立方体、面心立方体
Hardening of Steel
焼入れはすべりを止めることです。
- すべての不完全性を取り除く（かなり不可能な作業ですが、非常に細い繊維が異常な強度を与えることができるのはこのためです）
- すべてのスリップを使い切り、これ以上スリップが発生しないようにすることです。 これは加工硬化と呼ばれます。
- スリップが粒の中をずっと進むのを阻止する。 炭素（と窒素）は硬化剤として働く化合物を形成し、鉄の結晶格子（フェライト）内の転位が互いに滑り合うのを防ぐ。 マルテンサイトはこれを見事に実現している。 これが熱処理硬化です。
鋼の焼入れはFe-C平衡図に示されていませんが、これは焼入れが平衡状態でないためです！
焼入れは鉄の結晶格子の転位（フェライト）が互いに滑り合うのを防ぐ働きをします。 (つまり、炭素を含むオーステナイトが複雑なパーライト構造に身を置くには冷却が速すぎる。)
より
急冷（焼入れ）するとマルテンサイトという別の結晶組織ができる。 この結晶粒は非常に硬くて強く、もろい。 結晶粒を貫く炭化鉄のトゲが滑りを妨げるようになったので、延性が失われた。
マルテンサイト。 ケンブリッジ大学
焼入れ後の脆さを減らすために、焼戻しを行って鋼に靭性を持たせる。 これは炭化物のデンドライトを修正し、強度と硬度をあまり失うことなく、延性を少し与えるものである。
焼戻しは再結晶以下の温度で行う必要がある。 焼戻しにはオーブンが最適だが、鋼の色を見て判断すれば、炎で行うこともできる。 焼戻しの色は温度の目安になる。
ステンレス鋼のような合金は、ある温度で炭素鋼よりも薄い膜を形成し、その結果、より低い色系列を作り出す。 例えば、淡い麦わら色は、CSの230℃ではなく、SSの300℃に相当する。 赤色よりも冷たい色（500℃以下）は、実際には酸化物の変色であり、その温度自体の放射光によるものではありません。 (これは赤外線になり、目に見えない。 つまり、すべてのものが光っているのであって、その光が見えないだけなのです)
| 放射線カラー | セルシー | 透明 | テンパリングアプリケーション/その他 | |
| 黄色- | 1539℃ | 2800°F | 最高融点（0%C純鉄） | |
| ブライトイエロー | 1130℃ | 最低融点（4%C鋳鉄） | ||
| 黄色 | 1093°C | 2000°F | 銅は1084℃で融解する。 金 1063℃ | |
| ダークイエロー | 1038℃ | 1900°F | ||
| オレンジイエロー | 982℃ | 1800°F | ||
| オレンジ | 927℃ | 1700°F | 真鍮溶融930℃ | |
| オレンジレッド | 871℃ | 1600°F | ||
| ブライトレッド | 816℃ | 1500°F | ||
| レッド | 760℃ | 1400°F | ||
| Medium red | 704°C | 1300°F | ||
| Dull red | 649°C | 1200°F | Aluminum melts 600-> Medium red Dull red | 1400°F |
| Slight Red | 593℃ | 1100°F | 建設用鋼の靭性向上。 | |
| 極く僅かな赤色、主に灰色 | 538°C | 1000°F | 建築用鋼の靭性向上。 | |
| 濃灰 | 427°C | 0800°F | 建築用鋼の靭性向上。 磁性変化 410 | |
| 酸化カラー | Celcius | Farenht | 焼結用途 | |
| ブルー | 302°C | 0575°F | ||
| ダークパープル | 282°C | 0540°F | 冷間チゼルのこと。 鉄鋼用セッター | |
| パープル | 271°C | 0520°F | プレス工具、軸 | |
| ブラウン/パープル | 260°C | 0500°F | プレス。 カップ、スナップ、ツイストドリル、リーマ | |
| Brown | 249°C | 0480°F | Taps, 金属用剪断刃 | |
| Dark Straw | 241°C | 0465°F | Milling Cutters, ドリル | |
| Light Straw | 229°C | 0445°F | 平面加工および溝加工工具 | |
| フェイントストロー | 199℃ | 0390°F |
クエンチング:
焼入れ速度：高炭素鋼はよりゆっくり焼入れられますが、低C鋼は急速に焼入れなければ硬化効果は得られません。
焼入れ速度: (最速) 塩水 > 水 > 油 > 空気 > 絶縁。 (SLOWEST)
複雑で高価な仕事には、温度の変動に敏感でないため、遅い焼入れの合金がよいでしょう。 射出成型工具などの工具鋼の多くが油焼入れされているのはこのためです。 水焼き入れは、制御しやすい単純な形状のものには適しているが、厚いものでは内部より表面が先に収縮するため、割れの原因になることがある。 電気誘導（急激な磁気変化）により鋼材を加熱し、その後ウォータージェットで急冷する焼入れ。 火炎や炉に代わる加熱方法として、
インダクション・ハードニングがあります。 http://www.thermobondflame.com/Services.page?i=4
表面を硬化させる方法。 CASE硬化.
熱処理＝焼入れ>マルテンサイト（滑りを止める）.
外面加熱>焼入れ.
。 局部火炎または水による誘導焼入れ（歯車）
外面貫通炭素>焼入れ.etc. 浸炭（カーボンパッキングまたはカーボンガスまたは加熱溶液中で加熱する）。 窒化は炭素の代わりに窒素を使うので同様の効果があり、表面に浸透させやすい。
鋼ロールの火炎焼入れ：http://www.thermobondflame.com/Services.page?i=2
合金鋼
工具鋼特性に対する合金元素の影響。 (非常に大雑把)
- 炭素。 炭素含有量を上げると硬度はやや上昇し、耐摩耗性はかなり向上する。 熱処理により硬度&強度が飛躍的に向上する。
- マンガン。 少量のマンガンで脆性が減少し、鍛造性が向上します。 マンガンの量が多いほど焼入れ性が向上し、油による焼入れが可能になります（必要な焼入れが少なくなり、焼入れによる変形が少なくなります）。
- シリコン。 強度、靭性、耐衝撃性を向上させます。
- タングステン：強度と靭性、耐衝撃性を向上させます。 熱間硬度」を向上させ、高速度工具鋼に使用されます。 非常に高密度（重い）
- バナジウム 炭化物組織を微細化し、鍛造性を向上させ、硬度や耐摩耗性も向上させます。
- モリブデン。 深部硬化と靭性を向上させ、多量に使用すると「熱間硬度」を向上させます。 タングステンより安価なため、高速度工具鋼に使用される。
- クロム：焼入れ性、耐摩耗性、靭性を向上させる。
- ニッケル：焼入れ性、耐摩耗性、靭性を向上させる。 靭性、耐摩耗性を少し向上させます。
これらの元素をさまざまな組み合わせで含有させると、相乗的に作用し、単独で使用した場合の効果を高めることができる。 (たとえば、セテインの合金元素は、普通の炭素鋼では加工できないような多くの炭素を許容することができます)。
鋼の識別コード
AISI-SAE Coding system (American Iraon and Steel Institute – Society of Automotive Engineers)です。 4桁のコードで、最初の2桁が一般的な鋼種、最後の2桁が炭素率×100を表す。 例えば、1010は0.10%Cの普通炭素鋼、5120は0.20%Cのクロム鋼である。詳細はこちら
American Steel codes: ヒギンズより Higgins: Materials for Engineers a and Technicians 5th Ed. 2010. p21
BSA（英国規格協会）は6桁のコードを使用しています。 桁は下図のように3つのグループに分かれています。 例えば、070M20というコードの鋼は、070＝炭素または炭素マンガン鋼、M＝機械的特性仕様、20＝炭素含有量0.20％です。
英国鋼のコード。 ヒギンズより 2010年第5版。p20
UNS番号（”Unified Numbering System for Metals and Alloys “の略）は、各金属が文字と5つの数字で指定される体系的な仕組みである。 これは市販の材料の組成に基づいたシステムであり、いかなる性能仕様や不純物制限のある正確な組成を保証するものではありません。 混乱を最小限に抑えるため、他の命名法もUNS番号体系に取り入れられている。 例えば、アルミニウム6061（AA6061）はUNS A96061となる。 以下は、一般的な商業用合金に特に重点を置いたUNSシステムの概要です。 どのシステムでもそうですが、ニッケルベースの超合金と高ニッケルステンレス鋼の区別のような曖昧な点があります。
-Axxxxx – アルミニウム合金
-Cxxxxx – 銅合金（真鍮および青銅を含む）
-Fxxxxx – 鉄, ダクタイル鋳鉄および鋳鋼を含む
-Gxxxxx – 炭素鋼および合金鋼
-Hxxxxx – 鋼 – AISI H鋼
-Jxxxxx – 鋼 – 鋳鋼
-Kxxxx – 鋼（マルエージング、ステンレス、HSLA、鉄基超合金）
-L5xxxx – 鉛合金（Sr, バビット合金、はんだ合金を含む
-M1xxxx – マグネシウム合金
-Nxxxx – ニッケル合金
-Rxxxx – 耐熱合金 ◦ R03xxx- モリブデン合金 ◦ R04xxx- ニオブ（コロンビウム）合金 ◦R05xxx- タンタル合金 ◦R3xxxx- コバルト合金 ◦R5xxxx- チタン合金 ◦R6xxxx- ジルコニウム合金
-Sxxxx – ステンレス鋼, 析出硬化系ステンレス鋼および鉄基超合金を含む
-Txxxxx -工具鋼
-Zxxxxx -亜鉛合金
工具鋼
工具鋼はオーストラリア規格AS1239でカバーされていて、アメリカのAISI工具鋼分類とほぼ同じものである。 (英国規格4659と同様）
例えば。 例えば、AS1239グレードH13熱間工具鋼は、炭素0.35%、クロム5.0%、モリブデン1.5%、バナジウム1%を含み、DIN（ドイツ語）ではX40CrMoV51と表記されるでしょう。 高速度鋼は、例えば
Steels Selector
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オーストラリアの一般的な鋼種（Edcon）
鋳鉄
鋼に炭素を入れすぎると、炭素が溶液に溶けきれずに全く別の組織を作ってしまうのだそうです。 先ほど見たFe-C図から、鋳鉄は炭素2％～7％（重量比）の範囲で形成されます。
鋳鉄には多くの種類がありますが、最も身近なのはねずみ鋳鉄で、工作機械のベースなどによく使われるものです。 いくつかの理由で便利で人気があります。
まず、溶融温度が低いので、鋳造しやすいということです。 これは共晶が4.3%Cで、融点が1147oCしかないためである。 この共晶によって、オーステナイトとセメンタイトの混合したレデブライトという新しい結晶粒が生まれます。 (パーライトは覚えていますか？ あれは共晶で、フェライトとセメンタイトの層でできている）。 しかし、共晶は液相-固相転移の低点ですから、融点です。
次に、ねずみ鋳鉄は機械のベースには最適です。 普通、これだけ炭素が多いと、極端なマルテンサイトやセメンタイトによる脆さの悪夢を見ることになる。 しかし、適切な冷却によって、過剰な炭素が黒鉛の薄片を形成することが判明したのです。 これは、これまでお話ししてきたフェライトやセメンタイト、パーライト、レデブライトといった鉄炭素の粒とはまったく異なるものです。 黒鉛は金属中の包有物のようなもので、ねずみ鋳鉄に機械基盤に適した減衰特性を与えているのです。 しかし、それは低い引張強さの材料です、従ってGCIは通常圧縮であるところ使用されます。 しかし、GCIは過剰な熱によって硬化しやすいので、溶接するのは簡単ではありません。 より頻繁にそれはろう付けされるが、それさえ鋼鉄の結合と比較される少し危ない。
フェライトマトリックスの黒鉛片を示す灰色の鋳鉄の写真の顕微鏡写真。 出典
| 名称 | 形状および状態 | 引張強さ | 伸び | 硬度 | 用途 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ねずみ鋳鉄 (ASTM A48) | C 3.4, Si 1.8, Mn 0.5 | 鋳物 | – | 0.5 | 260 | ||
| 白鋳鉄 | C 3.4, Si 0.7, Mn 0.6 | 鋳物（鋳造品） | – | 25 | 0 | 450 | ベアリング表面 |
| Malleable iron (ASTM A47) | C 2.5, Si 1.0, Mn 0.55 | 鋳造（焼鈍） | 33 | 52 | 12 | 130 | |
| 延性またはノジュール鉄 | C 3.4, P 0.1, Mn 0.4, Ni 1.0, Mg 0.06 | 鋳物 | 53 | 70 | 18 | 170 | |
| Ni-Hard タイプ 2 | C 2.7, Si 0.6, Mn 0.5, Ni 4.5, Ni-Hard タイプ 2 | C 2.7, Si 0.5, Mn 0.5, Ni-Hard タイプ 2 | 砂型鋳造 | – | -550 | 高強度用途 |
用語集
- Alloy: 2種類以上の元素から構成される金属物質。
- オーステナイト。 面心立方鉄またはこの構造に基づく鉄合金。
- ベーナイト(Bainite): オーステナイトが分解し、最終的に生成したもの。
- 体心(Body-centered)。 原子が単位格子の隅にあるか中央にあるかにかかわらず、すべての原子が隣接する8個の原子に囲まれている構造。
- セメンタイト(Cementite)。 炭素が溶解度限界を超えているときに形成される第二相。
- 臨界点(Critical Point)。 液体と蒸気の密度が等しくなり、両者の界面が消失する点。 この点以上では、1つの相しか存在できない。
- デルタ鉄(Delta Iron)。 オーステナイトが鉄の最も安定な形態でなくなったときに生じる体心立方相。 2802〜2552℃の間に存在し、BCC格子構造を有し、磁性を持つ。
- 共晶系：液相が直接二相の固体に変化するときに発生する。
- 共晶系。 共晶系は、単相の固体が直接二相の固体に変化するときに起こります。
- 面心(めんしん)。 各単位セルの角と各面の中心に1つずつ原子があり、立方体の中心には原子がない構造。
- フェライト(Ferrite)。 体心立方鉄、またはこの構造に基づく鉄合金。
- ファインパーライト:冷却速度が加速され、拡散が短距離に制限された場合、薄いラメラから生じる。
- 過共析:共晶温度以下で過共析系が存在する。
- ハイポユテクタイド：共晶温度より高いところにハイポユテクタイド系が存在する。
- レデブライト：レデブライトのこと。 鋳鉄の共晶。 炭素含有量が2％以上の場合に存在する。 鉄と結合して4.3％の炭素を含む。
- リキダス線。 二元系相図において、液体と液体＋固体の相領域を分ける線または境界線。 合金の場合、液相線温度は平衡冷却の条件下で固相が最初に形成される温度である。
- マルテンサイト。 鉄の不安定な多形相で、オーステナイトの面心立方構造が不安定になるため共晶以下の温度で形成される。 拡散ではなく、剪断作用により体心構造に自発的に変化する。
- 微細構造。 材料中の相の構造。 光学顕微鏡や電子顕微鏡でなければ見ることができない。
- パーライト(Pearlite):真珠岩。 共析組成のオーステナイトが分解してできるフェライトとカーバイドのラメラ状の混合物。
- フェーズ(Phase)。 物理的および化学的特性が均一なシステムの部分。
- フェーズダイアグラム(Phase diagram)：相図。 環境的制約、組成、相安定領域間の関係をグラフ化したもので、通常、平衡状態の下で行われる。
- 多形(Polymorphic)。 固体材料が2つ以上の形態または結晶構造で存在する能力。
- 急冷。 急冷すること。通常、パーライトの形成が速すぎて、代わりにマルテンサイトが形成される場合
- Solidus Line（ソリダスライン）。 相図において、平衡冷却で凝固が完了する点、または平衡加熱で融解が開始する点の軌跡。
- 溶解度(Solubility)。
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Assigned: ある量の別の物質に溶解する物質の量。
Heat Treat
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