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球状黒鉛鋳鉄とは?


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ダクタイル鋳鉄(ダクタイルちゅうてつ、Ductile Iron または Ductile Cast Iron)とは、組織中のグラファイト黒鉛)の形を球状にして強度や延性を改良した鋳鉄である。
「ダクタイル」とは「強靭な」という意味の形容詞である。
また、その特徴的な黒鉛の形状から球状黒鉛鋳鉄ノデュラー鋳鉄とも呼ばれる。
概要

「鉄鋼:Iron and Steel」は炭素含有率で、鋳鉄などの「:Iron」と「(はがね):Steel」とに分けられる。鋳鉄(Cast Iron)は炭素含有率が高いので、より溶融温度が低く鋳造しやすい。
また、鋳鉄中の炭素は固まるとき膨張して、全体の体積の縮みを補う。銑鉄鋳物の歴史が紀元前まで遡るのは、これらの特性故である。
ところで通常、鋳鉄が固まるとき、炭素結晶化して裂け目状もしくはサツマイモ状のグラファイト(Graphite:石墨・黒鉛)となる。
つまり、析出したグラファイト応力が集中しやすく脆いことが、銑鉄鋳物の最大の弱点であった。
このためかつて強靭性が求められる製品には、白鋳鉄に焼鈍(しょうどん)を行いグラファイト組織を塊状に散在させることで強靭化する「黒心可鍛鋳鉄:鉄鋼記号 FCMB(Ferrum Casting Malleable Black)」が採用されることが多かった。
但し黒心可鍛鋳鉄は、鋳造後に長時間の焼鈍工程を通る為、コストが割高となり、さらに肉厚製品には不適である。
1948年、H.Morrogh、W.J.Williamらが、接種法(鋳造する直前に非鉄元素を添加)により、溶湯にCe(セリウム)を加えて析出するグラファイトを球状化させることに成功した。
これによりグラファイトへの応力集中の度合いは最小化し、銑鉄鋳物の脆弱性を克服することができた。
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