1. 導入
延性鉄, 結節性または球状のグラファイト鉄とも呼ばれます, 優れたことで有名な鋳鉄です 強さ, 延性, そして 疲労耐性, そのグラファイト結節のため.
ASTM A536標準内, 65-45‑12 グレードを示します 65 KSI引張強度, 45 KSI降伏強度, および≥12 % 伸び - 多くのエンジニアリングアプリケーションにとって理想的なバランス.
この汎用性のある材料は、広く使用されています 構造コンポーネント, 自動車システム, パンプス, そして 産業機器 その堅牢な機械的性能と費用対効果のため.
2. とは何ですか 65-45-12 ダクタイル鋳鉄?
65-45-12 延性鉄 です フェライトグレードの結節性鋳鉄 で定義されています ASTM A536 仕様.
指定の数値は、その最小値を指します 抗張力 (65 KSIまたは 448 MPa), 降伏強さ (45 KSIまたは 310 MPa), そして 伸長 (12%), バランスの取れた組み合わせを表します 強さ, 延性, と機械加工性.
灰色の鉄とは異なり, 金属の構造を弱めるフレークグラファイトが含まれています, 65-45-12 延性鉄の特徴 スフェロイド (結節) 黒鉛 主に埋め込まれています フェライトマトリックス.
この微細構造は劇的に改善されます 耐衝撃性, 靭性, そして 疲労性能, 機械的荷重と振動に耐えなければならないコンポーネントに適しています.
延性鉄 65-45-12 などの業界で広く使用されています 自動車, 油圧, 農業, そして 地方インフラストラクチャ, のバランス 機械的な耐久性とキャスティブ が必要です.
安全性が批判的または構造的に搭載されたコンポーネントのために、灰色の鉄の上に好まれます, そして、それはaとして機能します 鋳鋼に代わる費用対効果の高い代替品 多くの中強度アプリケーションで.
3. の化学組成 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
の化学組成 65-45-12 延性鉄 の形成を促進するように設計されています 結節グラファイト 主に フェライトマトリックス, この素材は、強度の特徴的な組み合わせを与えます, 延性, と機械加工性.
典型的な化学組成
| 要素 | 典型的な範囲 (%) | 関数 |
| 炭素 (C) | 3.40 – 3.80 | グラファイトの形成を促進し、強度と機械性に影響を与えます |
| シリコン (そして) | 2.20 – 2.80 | フェライトの安定性を高めます, グラファイト結節形成をサポートします |
| マンガン (ん) | ≤ 0.50 | フェライトを強化しますが、過度のMNは延性を低下させる可能性があります |
| マグネシウム (マグネシウム) | 0.03 – 0.06 | グラファイト紡績には重要です (結節構造) |
| リン (P) | ≤ 0.05 | 不純物; 過剰は延性と靭性を減らします |
| 硫黄 (S) | ≤ 0.02 | 不純物; 高すぎる場合、マグネシウムの結節化効果をカウンターします |
| 銅 (銅)(オプション) | 0.1 – 0.5 | 強度を高めるために追加されたり、機械加工性を向上させたりすることもあります |
4. の機械的特性 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
ASTM A536グレード 65-45-12 延性鉄 強度のバランスによって定義されます, 延性, そして靭性.
これらのプロパティは、静的荷重と動的荷重の両方のアプリケーションの両方に適した多目的エンジニアリング材料になります.
典型的な機械的特性
| 財産 | 価値 | ユニット |
| 抗張力 (UTS) | ≥ 65 クシ (通常、450〜550) | クシ (MPa) |
| 降伏強さ (0.2% オフセット) | ≥ 45 クシ (通常、310–360) | クシ (MPa) |
| 伸長 (2インチで) | ≥ 12 (15〜18％に達することができます) | % |
| ブリネル硬度 | 170 – 210 | HBW |
| 弾性率 | 〜24×10³ | クシ (165 GPa) |
| 疲労強度 (回転ビーム, 10⁷サイクル) | 〜30 ksi | クシ (207 MPa) |
5. の物理的特性 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
の 物理的性質 ASTM A536グレードの 65-45-12 延性鉄は、産業用アプリケーションでの機械的性能と使いやすさの強力な基盤を提供します.
典型的な物理的特性
| 財産 | 代表値 & ユニット | エンジニアリングの意味 |
| 密度 | 7.0–7.3 g/cm³ | 高い強度重量比; 体重に敏感な部品の炭素鋼よりわずかに軽い. |
| 融点 | 〜1150–1200°C | 比較的低い融解エネルギー要件を持つ鋳造に適しています. |
| 弾性率 (E) | 160–170 GPA | 負荷をかけるアプリケーションにおける構造的完全性に高い剛性を提供します. |
| ポアソン比 | 0.27–0.30 | 金属材料の標準範囲; ストレス - ひずみの動作に影響を与えます. |
| 熱伝導率 | 36–46 w/m・k | エンジンブロックでの熱放散をサポートします, ポンプハウジング, および回転部品. |
| 熱膨張係数 | 10.8–12.0 µm/m・°C | 熱成長率は、熱サイクリングの下で寸法の安定性を保証します. |
| 電気抵抗率 | 〜0.7–0.8 µΩ・m | 構造部品には十分です; 電気伝導には適していません. |
| 比熱容量 | 〜460 j/kg・k | 温度に敏感な機器の熱緩衝を提供します. |
6. 微細構造および冶金特性
65-45-12 延性鉄の性能は、微細構造にかかっています:
- マトリックス: 90+% フェライト (柔らかい, 延性のある) と <10% 真珠 (難しい, ラメラ), 高い伸長を確保します.
- グラファイト結節: 球状粒子 (10–30μm直径) と >80% 結節性 (ASTM A536ごと).
結節数は100〜200の結節/mm²の範囲です. - 結節性: 延性にとって重要です: 80–90％の結節性が保証されます 12+% 伸長; <70% 結節性は伸びを減らします <8%.
熱処理オプション
- アニーリング: 800–850°Cの 2 時間, 600°Cまでゆっくり冷却されます, その後、空冷. パリットを削減します <5%, 伸びを16〜18％に増やしますが、引張強度を5〜10％下げる.
- 正規化: 900–950°Cの 1 時間, 空冷. パーライトを15〜20％に増やす, 引張強度の向上 75 KSIですが、伸びを10〜12％に減らす.
7. のキャスト特性 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
65-45-12 延性鉄は、その優れた鋳造行動で鋳造業界で高く評価されています, 信頼できるバランスを提供します 流動性, 寸法安定性, および欠陥率が低い.
そのグラファイト結節構造は、機械的完全性を維持しながら、鋳造性能を向上させます.
キーキャスティング特性
| 特性 | 説明 |
| キャスタビリティ | 素晴らしい; 合金は複雑な型によく流れます, 複雑な幾何学と薄壁のセクションをサポートします. |
| 収縮率 | 低い; 固化中の内部応力と寸法変動を最小限に抑えます. |
| 流動性 | 良い; 砂などのさまざまな型タイプに対応します, シェル, そして、一貫した結果を伴うフォーム鋳造を失いました. |
| 熱い引き裂き抵抗 | 高い; フェライトマトリックスと丸いグラファイト結節は、内部ひずみと高温亀裂の傾向を減らします. |
| 気孔率 | プロセス制御の場合は低い; マグネシウム治療と脱ガスは、ガス関連の欠陥を排除するのに役立ちます. |
| 冷却感度 | 適度; 過度の冷却は、炭化物の形成や真珠の構造につながる可能性があります。. |
| 壁の厚さの影響 | 機械的特性は、壁の厚さによって異なる場合があります; 厚いセクションはゆっくりと涼しくなります, フェライト構造を好む, より薄い領域は硬くなる可能性があります. |
| 寸法安定性 | 良い. 均一な固化と残留応力が低いため、より大きな部分の精度を維持します. |
| 鋳造方法 | と互換性があります 砂型鋳物, シェルモールディング, ロストワックスキャスト, フォームキャスティングの紛失, そして永久型鋳造. |
8. 加工性と製造
65-45-12 延性鉄の機械加工性のバランスとツールの寿命:
- 加工性評価: 70–80％ (対. 100% 自由に切断する真鍮用), 鋳鉄よりも優れています (50–60％).
- ツールの選択: カーバイドインサート (Tialn-Coated) 鋼よりも最後の20〜30％長い, 回転には150〜200 m/minの切断速度があります.
- 典型的な操作:
-
- ターニング/ミリング: RA 1.6〜3.2μmの仕上げを達成します, 油圧コンポーネントに適しています.
- 掘削/タッピング: チップ溶接なしでクリーンスレッドを形成します, パイプ継手にとって重要です.
- 溶接性: 限られていますが、予熱して可能です (200–300°C) 低水素電極.
溶接されたジョイントは、ベースメタル強度の約70％を保持していますが、めったに使用されません。機械的留め具が好ましい.
9. の腐食抵抗と表面処理 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
それでも 65-45-12 延性鉄は、優れた機械的および鋳造特性を提供します, それは本質的に腐食耐性ではありません.
ステンレス鋼や特別に合金化されたアイロンとは異なります, その表面は酸化と環境の劣化を起こしやすい、特に湿っている, 酸性, または塩を含んだ環境.
結果として, 適切な表面処理とコーティングは、サービスの寿命を延ばし、要求の厳しいアプリケーションのパフォーマンスを確保するために不可欠です.
耐食性特性
| 側面 | のパフォーマンス 65-45-12 |
| 大気条件で | 中程度の抵抗; 乾燥した環境で安定した酸化物層を開発します |
| 水や土壌で | 限定; 保護せずに錆びやすい, 特に酸性または酸素枯渇した状態で |
| 海洋/塩化物環境で | コーティングなしの抵抗が不十分; 急速な孔食と一般的な腐食が予想されます |
| ガルバニック腐食リスク | 導電性環境で異なる金属と接触すると高い |
一般的な表面処理
| 治療タイプ | 目的 | 代表的な用途 |
| 絵画 / 粉体塗装 | 水分と化学物質に対するバリアの保護 | 機械ハウジング, 建設部品 |
| エポキシコーティング | 優れた化学的および水分耐性 | バルブ, 配管, ウォーターワークス |
| ガルバン化 (ホットディップ亜鉛) | 腐食抵抗のための犠牲層, 特に屋外や海洋環境では | 地方インフラストラクチャ, ハードウェアコンポーネント |
| リン酸塩コーティング | 塗料の接着を改善します, 軽量耐性抵抗を提供します | 自動車および油圧コンポーネント |
| 不動態化 (あまり一般的ではありません) | 表面汚染物質を除去します, ただし、延性鉄に対する有効性は限られています | コーティングの前に時々使用されます |
| 誘導/窒化 (表面硬化) | 摩耗と表面の硬度を高めます; 二次腐食の利点 | 歯車, ブッシング, プレートを着用してください |
10. の応用 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
強度の優れた組み合わせのため, 延性, 靭性, キャスト性, とコスト効率, 65-45-12 延性鉄 (ASTM A536で定義されています) 複数の産業部門で広く使用されています.
セクターによる主要な産業用アプリケーション
| 業界セクター | 代表的な用途 |
| 自動車 | サスペンションコンポーネント, 制御アーム, ステアリングナックル, ハブ, ディファレンシャルハウジング |
| 市 & ウォーターワークス | 管継手, バルブ, 消火栓, ポンプケース, マンホールの蓋 |
| 農業 & 農業 | ギアボックスハウジング, ブラケットを実装します, ホイールハブ, 耕作ツールフレーム |
| 産業機器 | コンプレッサーボディ, 油圧コンポーネント, モーターハウジング, ベアリングサポート |
| 建設機械 | カウンターウェイト, フレーム, 括弧, ベースプレート, ローダーアーム |
| エネルギー & 力 | 風力タービンブラケット, トランスハウジング, ガスコンプレッサー部品 |
| レール & トランジット | ブレーキコンポーネント, カップリング, サスペンション部品 |
| 一般的な機械 | クランプ, レバー, ギアブランク, マウントする, アームの接続 |
11. の利点 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
- 高い引張強度: 多くの鋼に匹敵する構造の完全性を提供します (65 クシ / 448 MPa).
- 優れた延性: の最小伸長 12% 灰色の鉄よりも亀裂に対するより良い靭性と抵抗を保証する.
- 優れた耐疲労性: 周期的および衝撃荷重アプリケーションに適しています.
- 費用対効果が高い: 鋼に比べて生産量と原材料のコストが低くなります, 同様の機械的性能を提供している間.
- 優れたキャスティブ可能性: 収縮と欠陥が低い複雑な形状とネット系の近くのコンポーネントを許可します.
- 被削性: 多くの鋼よりも機械加工しやすい, ツーリングの摩耗と製造時間の短縮.
- 耐摩耗性: 重い表面処理なしで中程度の耐摩耗性を必要とする部品に適しています.
- 振動減衰: グラファイト結節は、振動を吸収するのに役立ちます, コンポーネントの寿命の改善とノイズリダクション.
- 多用途性: 複数の鋳造方法と、プロパティを調整するための熱処理と互換性があります.
- 環境に優しい: リサイクル可能で、鋼に比べてエネルギーが少ないことが多いことが多い.
12. の制限事項 65-45-12 ダクタイル鋳鉄
- 腐食脆弱性: 屋外/海洋使用にはコーティングが必要です。コンポーネントコストまで10〜15％ADD.
- 強度キャップ: 真珠の延性アイロンよりも低い引張強度 (例えば, 80-55-06 で 80 クシ) または高強度鋼.
- ジオメトリ感度: 厚いセクション (>50 mm) 結節数が低い場合があります, 延性を減らす <10%.
- 溶接の制約: 予熱/加熱後の要件により、溶接が費用がかかります。機械的な固定が好まれます.
13. 他の延性鉄の成績との比較
| 財産 / 学年 | 65-45-12 | 80-55-06 | 60-40-18 | 65-40-12 | 70-50-05 |
| 抗張力 (クシ / MPa) | 65 / 448 | 80 / 552 | 60 / 414 | 65 / 448 | 70 / 483 |
| 伸長 (%) | ≥ 12 | ≥ 6 | ≥ 18 | ≥ 12 | ≥ 5 |
| 硬度 (HB) | 170–210 | 230–280 | 160–200 | 170–210 | 210–250 |
| 代表的な用途 | 自動車部品, ポンプハウジング, バルブ | 頑丈なコンポーネント, 高ストレス部品 | より高い延性を必要とするアプリケーション | 一般エンジニアリング, 構造部品 | 耐摩耗性と衝撃部品 |
| 主な違い | バランスの取れた強度と延性, 多用途 | より高い強度, 延性が低い, もっと強く | より大きな伸長, 強度が低い | 同様の強さ, わずかに低い収量 | より高い硬度, 伸びの減少 |
14. 標準と仕様
- ASTM A536: グレードの機械的および微細構造の制限を指定します 65-45-12.
- ISO 1083 - 400‑12: グローバル同等.
- SAE J434C D50006: 一般的な自動車仕様.
- Foundriesは通常定義します 結節性, 硬度, そして 化学組成 基準.
15. 結論
65-45-12 延性鉄は多目的なエンジニアリング材料として立っています, 延性のまれなブレンドを提供します, 強さ, キャスタビリティ.
そのフェライトゼロイド微細構造により、自動車サスペンション部品から地方バルブへのアプリケーションが可能になります, 失敗と費用対効果の前の変形が重要です.
腐食の脆弱性によって制限されています, その利点 - 優れた疲労抵抗と低生産コストを含む - 工業デザインの定番としての継続的な役割を免除.
よくある質問
は 65-45-12 延性鉄溶接可能?
はい, しかし、一般的に溶接されていません. 割れを避けるために、200〜300°Cへの予熱と溶接後のアニーリングが必要です, 機械的な固定をより経済的にする.
どのようにして 65-45-12 スチールと比較してください?
65-45-12 低炭素鋼の引張強度と一致します 30% コストは低くなりますが、耐食性と伸びが低くなります. 高熱または非常に腐食性のある用途には、スチールが推奨されます.
できる 65-45-12 圧力アプリケーションに使用されます?
はい, まで 1000 psi (69 バー) 流体処理で (例えば, 水道管) ASME B16.42あたりの圧力評価で適切に設計された場合.
熱処理が必要です 65-45-12?
いいえ - AS-CastプロパティはASTM A536要件を満たしています. アニーリングは延性を改善できます, 正規化しながら強度を高めます, しかし、どちらもコストを追加します.
