ケイ素鋳鉄において、主に黒鉛化を促進して機械的性質を向上させるという重要な役割を果たします。その役割は、ダクタイル鋳鉄とねずみ鋳鉄という2つの主要な鋳鉄の種類によって異なります。シリコン金属以下のアプリケーションで使用されます:
2.1 ダクタイル鋳鉄
ダクタイル鋳鉄では、シリコン金属は脱酸剤としてだけでなく、黒鉛化元素としても機能します。これは、炭素を炭化物 (Fe₃C) 形態から球状黒鉛に変換することを促進します。これにより、鋳鉄の靭性や延性などの機械的特性が向上します。球状黒鉛は鋳鉄内に微細な球形で分布しており、鋳鉄に高い強度と硬度を与えるだけでなく、ある程度の延性も保持します。一般的な球状黒鉛鋳鉄のシリコン含有量は 2.2% ～ 2.8% です。
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球状黒鉛の形成を促進する: シリコン金属炭素が炭化物ではなく球状黒鉛として沈殿するのを助け、この球状構造により応力集中が効果的に低減され、鋳鉄の耐衝撃性が向上します。
靭性と延性の向上: シリコン金属を添加することで、ダクタイル鋳鉄は高強度を維持しながら靭性と延性が向上し、高強度が求められる機械部品に適しています。
2.2 ねずみ鋳鉄
の主な役割はシリコン金属ねずみ鋳鉄におけるシリコン金属の含有量は、黒鉛化を促進し、炭素が片状黒鉛の形で沈殿し、鋳鉄の機械的性質を向上させることです。片状黒鉛はマトリックスに分散され、潤滑性と振動減衰性に優れたねずみ鋳鉄を形成します。ねずみ鋳鉄は通常、エンジンブロック、バルブ、ポンプ、その他の機械部品の製造に使用されます。ねずみ鋳鉄のシリコン金属含有量は通常1.5％～3.5％です。
薄片状黒鉛の沈殿を促進する: シリコン金属炭素が片状黒鉛の形で沈殿することを促進し、鋳鉄に優れた潤滑性を与え、摩耗を減らして部品の寿命を延ばすために重要です。
振動減衰の改善片状黒鉛構造により、ねずみ鋳鉄は優れた振動減衰特性を備えており、振動や衝撃を吸収する必要がある部品に適しています。
まとめ
シリコン金属鋳鉄の主要元素であり、黒鉛化を促進することでダクタイル鋳鉄とねずみ鋳鉄の両方の特性を向上させます。ダクタイル鋳鉄に含まれるシリコン金属により、炭素が球状黒鉛として析出し、鋳鉄の強度、靭性、延性が向上します。一方、ねずみ鋳鉄に含まれるシリコンにより、炭素が片状黒鉛として析出し、鋳鉄の潤滑性や振動減衰性が向上します。これらの役割により、シリコンは鋳鉄の製造に欠かせないものとなり、さまざまな機械部品の製造に広く使用されています。
