鋼と鋳鉄は組成や特性が異なります。鋼は主に鉄と炭素の合金であり、鋳鉄と比較して強度が高く、延性があり、引張強度が高くなります。鋳鉄は炭素含有量が多いことで知られ、脆くて割れやすいですが、保温性と均一な加熱に優れており、調理用途に適しています。
主要な取り組み
- 鋼は鉄と炭素から作られた合金ですが、鋳鉄は鉄、炭素、シリコンから作られた強くて脆い合金です。
- 鋼は、剛性が高く脆い鋳鉄よりも可鍛性と延性に優れています。
- 鋼は建設、自動車、製造業で使用され、鋳鉄は調理器具、パイプ、エンジン ブロックに使用されます。
鋼 vs 鋳鉄
鋼と鋳鉄の違いは、それらの炭素含有量です。 鉄は元素ですが、鋼は鉄の副産物です。 鋳鉄には 2% 以上の炭素が含まれていますが、鋼には 0.1 ~ 0.5% しか含まれていません。 炭素含有量が多いほど、鉄の可鍛性が高くなることをご存知かもしれません.
鉄に 4% 以上の炭素が存在すると鋳鉄になりますが、鋼には 2% 未満の炭素が含まれます。 したがって、これら XNUMX つの主な違いは炭素の存在です。
比較表
鋼と鋳鉄: 比較表
特徴 | 鋼 | 鋳鉄 |
---|---|---|
材料組成 | 主に鉄にさまざまな量の炭素 (2% 未満) およびその他の元素を含む | 主に炭素含有量が高い (2% 以上) 鉄 |
製造プロセス | 溶融状態または固体状態で、圧延、鍛造、押出などにより成形します。 | 溶けた鉄を型に流し込み固めます |
重量 | 軽量化 | より重い重量 |
順応性 | 展性が高い(形を作りやすい) | 展性が低い(脆い) |
延性 | 延性が高い(ワイヤーに引き抜くことが可能) | 延性が低い |
抗張力 | 高い引張強度(引っ張り力に耐える) | 引張強度が低い |
圧縮強度 | 圧縮強度が低い(粉砕力に耐える) | より高い圧縮強度 |
耐食性 | 一般に耐腐食性が低い(処理しない場合) | 耐食性が高い |
被削性 | 機械加工や作業が容易になる | 機械加工や作業がより困難になる |
費用 | 一般的には安価です | 一般的に原材料は安価ですが、機械加工の必要性により最終製品のコストが高くなる場合があります。 |
アプリケーション | 建設、機械、工具、車両、家電製品 | エンジンブロック、調理器具、パイプ、バルブ、重り |
鋼とは何ですか?
スチールは、その卓越した強度、耐久性、展性で知られ、さまざまな業界で多用途かつ広く使用されている素材です。これは主に鉄と炭素の合金であり、その特性を高めるために他の元素がさまざまな割合で添加されています。次のセクションでは、鋼の組成、種類、特性、一般的な用途をカバーしながら、鋼について詳しく説明します。
鋼の成分
鋼の基本組成には、重量で 0.2% ~ 2.1% の範囲の鉄と炭素が含まれます。炭素含有量は材料の硬度と強度に影響します。鉄と炭素に加えて、鋼の特性を調整するためにさまざまな合金元素が追加される場合があります。一般的な合金元素には、マンガン、クロム、ニッケル、モリブデンなどがあります。
鋼の種類
- 炭素鋼:
- 主に鉄と炭素が含まれています。
- 炭素の含有量により低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼に分類されます。
- 建設、製造、インフラストラクチャで広く使用されています。
- 合金鋼:
- 特性を向上させるために追加の合金元素が含まれています。
- 強度、硬度、耐食性が向上します。
- 自動車部品や機械によく使用されます。
- ステンレス鋼:
- 鉄、クロム、ニッケルなどの元素が含まれています。
- 耐食性と高温強度で知られています。
- 厨房機器、カトラリー、工業用途に広く使用されています。
- 工具鋼:
- 高い硬度と耐摩耗性を備えた工具製造用に設計されています。
- 含まれています タングステン、モリブデン、バナジウム。
- 切削工具や金型によく使用されます。
鋼の特性
- 力:
- 引張強度が高く、構造用途に適しています。
- 合金元素と熱処理によって異なります。
- 耐久性:
- 優れた耐久性を発揮し、過酷な条件にも耐えます。
- 変形に強く、構造の完全性を維持します。
- 展性と延性:
- 強度を損なうことなく形状加工が可能です。
- 鍛造、圧延など様々な製造工程が可能です。
- 導電率:
- 電気伝導性、熱伝導性に優れています。
- 電気配線や熱交換器などに使用されます。
- 耐腐食性:
- ステンレス鋼のバリエーションは、さまざまな環境での耐腐食性を備えています。
- 湿気や腐食性物質にさらされることが多い用途に最適です。
鋼の用途
- 構造:
- 建物、橋、インフラの構造フレームワーク。
- コンクリートの鉄筋。
- 交通:
- シャーシやボディ部品などの自動車部品。
- 海洋環境での耐久性を重視した造船。
- 製造業:
- さまざまな産業の機械や装置。
- 工具と切断器具。
- 消費財:
- キッチン家電と調理器具。
- カトラリーと調理器具。
- エネルギー部門:
- 石油とガスのパイプライン。
- 風力タービンと送電鉄塔。
鋳鉄とは?
鋳鉄は、その優れた強度と耐久性で知られ、広く使用されている素材です。これは、主に鉄、炭素、シリコンで構成され、少量の他の元素を含む鉄合金です。この材料は、その優れた特性により、何世紀にもわたってさまざまな用途に使用されてきました。
構成
鉄(Fe)
鋳鉄の主成分は鉄であり、合金の大部分を構成します。鉄の含有量は、材料の全体的な強度と靭性に寄与します。
炭素(C)
炭素は鋳鉄の重要な元素であり、他の種類の鉄や鋼と比較して多量に存在します。炭素含有量は 2% ~ 4% の範囲であり、鋳鉄の硬さと脆性に影響します。
シリコン(Si)
シリコンも鋳鉄に含まれる必須元素です。鋳造プロセス中の流動性を高め、合金の耐腐食性に貢献します。
その他の要素
マンガン、硫黄、リンなどの他の元素が微量に存在する可能性があり、機械加工性や鋳造特性などの特定の特性に影響を与えます。
鋳鉄の種類
ねずみ鉄
ねずみ鋳鉄は最も一般的な種類の鋳鉄です。その名前は、破面が灰色に見えることに由来しています。ねずみ鋳鉄に含まれる炭素含有量が高いため、優れた鋳造特性と良好な機械加工性が促進されます。
ホワイトアイアン
白鉄には炭素含有量が多く、その結果、白い結晶質の破面が得られます。非常に硬く耐摩耗性に優れているため、研削ボールやライナーの製造など、高い耐摩耗性が要求される用途に適しています。
ダクタイル鋳鉄
球状鋳鉄または球状鋳鉄とも呼ばれます 黒鉛 鉄、ダクタイル鋳鉄には少量のマグネシウムが含まれています。この添加によりグラファイトの構造が変化し、ねずみ鋳鉄と比較して延性と靭性が向上します。
可鍛鉄
可鍛鉄は白鉄を熱処理することによって作られます。このプロセスにより材料に延性が与えられ、破損することなく曲げたり成形したりできるようになります。複雑で複雑な形状を必要とする用途に使用されます。
プロパティ
第3章:濃度
鋳鉄は高い圧縮強度を示すため、材料に大きな荷重や圧力がかかる用途に適しています。
硬度
鋳鉄の種類に応じて、比較的柔らかいねずみ鉄から非常に硬い白鉄まであり、さまざまな用途に多用途に使用できます。
耐摩耗性
炭素およびその他の合金元素の存在により、鋳鉄の耐摩耗性が向上し、摩擦や磨耗にさらされる部品に最適です。
熱伝導率
鋳鉄は熱伝導率が高く、熱を効率よく放散します。この特性は、熱管理が重要な用途に有利です。
アプリケーション
鋳鉄は、自動車、建設、製造などのさまざまな業界で応用されています。一般的な用途には、エンジン ブロック、パイプ、調理器具、建築要素などがあります。
鋼と鋳鉄の主な違い
鋼:
- 組成:
- 主に鉄と炭素で構成され、マンガン、クロム、ニッケルなどの他の合金元素が含まれています。
- 炭素含有量:
- 一般に、鋳鉄と比較して炭素含有量は低く、0.2% ~ 2.1% です。
- 力:
- 鋳鉄よりも強度があり、耐久性が高い傾向があります。
- 延性:
- 延性と展性が向上し、より幅広い用途と成形が可能になります。
- 総重量:
- 通常、鋳鉄よりも軽いため、重量が懸念される用途に適しています。
- 熱処理:
- 熱処理により硬度と強度を高めることができます。
- 耐腐食性:
- 一般に、特にクロムなどの元素と合金化した場合、鋳鉄よりも耐食性が高くなります。
- 機械加工性:
- 柔らかい性質のため機械加工が容易です。
- 用途:
- 建設、自動車、航空宇宙、その他のさまざまな業界で広く使用されています。
鋳鉄:
- 組成:
- 主に鉄、炭素、シリコンで構成されており、鋼に比べて炭素の含有量が多くなっています。
- 炭素含有量:
- 炭素含有量が高く、2.1% ~ 4%。
- 力:
- 鋼に比べて脆いですが、それでも圧縮には強いです。
- 延性:
- 延性が低く脆いため、用途が制限されます。
- 総重量:
- 一般にスチールより重いため、重量が主な問題ではない用途に適しています。
- 熱処理:
- 熱処理性が限られている。鋼に比べて熱処理が難しい傾向があります。
- 耐腐食性:
- 特にコーティングや処理がされていない場合、腐食しやすくなります。
- 機械加工性:
- 硬くて脆いため、機械加工が困難です。
- 用途:
- 硬度と保温性が有利な調理器具、パイプ、エンジンブロック、コンポーネントなどによく使用されます。
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=lang_en&id=6ZgvRtOvMvUC&oi=fnd&pg=PA3&dq=steel+and+cast+iron&ots=10OOb9aYW-&sig=nl2qY9aodRyolCcQs4OSahpYxLs
- https://meridian.allenpress.com/corrosion/article-abstract/14/6/43/157351
最終更新日 : 02 年 2024 月 XNUMX 日
Piyush Yadav は、過去 25 年間、地元のコミュニティで物理学者として働いてきました。 彼は、読者が科学をより身近なものにすることに情熱を傾ける物理学者です。 自然科学の学士号と環境科学の大学院卒業証書を取得しています。 彼の詳細については、彼のウェブサイトで読むことができます バイオページ.
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