鋳鉄と鋳鋼の違いとは？素材変更の可否について考察
- 鋳鉄から鋳鋼への素材変更の可否について悩んでいます。具体的な材料は中国規格のZG310-570であり、引張り強さや耐力などの性能は十分満足できるようです。しかし、実際の試験をする前に経験者のアドバイスがほしいと思っています。
- 鋳鉄から鋳鋼への素材変更は可能かどうかを検討しています。ZG310-570はFCD450-10に相当し、性能的には問題なさそうです。ただし、経験者の意見を聞いてから判断したいと考えています。
- 鋳鉄から鋳鋼への素材変更についてアドバイスを求めています。中国規格のZG310-570は性能的には問題なさそうですが、経験者の意見を参考にしたいと思っています。素人なので、品質やコスト面にも注意しながら判断したいと思います。
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鋳鉄と鋳鋼
お世話になります。 これまでFCD450-10（或いは相当品）を使用して製作していた製品を、ZG310-570という中国規格の材質で作る話が出ております。 JISでいうところのSCに相当するようなのですが、鋳鉄から鋳鋼で、またこれまで鋳鋼製品を取り扱ったことが無い事から可否の判断がつきません。 ZG310-570は引張り強さ570MPa以上,耐力310MPa以上,伸び15%以上と、規格値ではFCD450-10を満足しているようなのですが・・・ 実際に試験をするのが確かだとは思いますが、どなたか鋳鋼⇔鋳鉄で素材の変更や代替をされた経験等をお持ちの方がおられましたら、アドバイスを頂きたく宜しくお願い致します。 ご回答頂いた皆様、ありがとうございます。 基本的には“鋳鋼は可”の方向で考えてみようと思います。 何分駆け出しの素人なもので、色々と参考になりました。 性能以外にも品質・コスト面にも注意していきます。
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少々危険な匂いがしないでもないので、いらぬお節介かもしれませんが・・・ まず、材料の歴史的背景を整理しておきますと、 FCDの開発当初のターゲットは炭素鋼鋳鋼の代替でした。つまり機械的性質は鋳鋼に匹敵し、 かつ低コストの材料として生産量を伸ばしてきました。 したがって、普通に考えるなら鋳鋼→FCDはあってもFCD→鋳鋼は収益を考える企業なら？なのです。 また、ロストワックスのような鋳造法・・・というのも曲者です。 最近中国では流行の製法のようですが、本来のロストワックスは高価な製法です。 鋳鋼でロストワックスでコストはどうなのでしょう？
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島津と申します。 どのような経緯で材質変更になったかは判りませんが、鋳鋼の採用の理由として、溶接補修が出来ることが考えられます。 FCDも溶接補修が出来ないわけではありませんが、難易度は鋳鋼の方がかなり低いです。 FCDを鋳鋼に変更する場合の注意点として湯流れ性の悪さや注湯温度の高さからくる鋳造性の悪さがあります。 FCDの場合はそこそこ鋳造性が良い為問題なく製造できていた形状でも、鋳鋼にした場合砂の焼きつき等の不適合が懸念されます。鋳抜き穴等も細かく深い物はやめた方がいいでしょう。 鋳造メーカが同一でFCDから鋳鋼に変えようとしているのであれば、鋳物砂や塗型が高温に耐える物を使っているかどうか確認した方がいいと思います。 中子のような高温にさらされる部分などにはクロマイトサンドなどを使用するよう指摘した方がいいかと思います。 また、木型の流用を行う場合は伸び尺の違いも考慮に入れ、取代がショートする事の無いよう木型を若干手直しした方が良いです。 Chole様が記載されていますが、加工面は数mm残しで加工させて納入させた方がいいですが、中国では鋳造屋さんは鋳放しまで、その後の加工屋さんが鋳仕上げと補修、加工という業務分担が普通のようです。 可能であれば鋳物屋さんの所掌で鋳仕上げ、数mm残しの荒引加工、溶接補修まで行わせる事が出来たらいいと思います。 この辺、契約書あるいは発注仕様書で所掌範囲を明確にしておくべきかと思います。 荒引加工面での検査はMTが良いと思います。UTは鋳造品のような複雑形状であり、組織が粗な物にはあまり適さないと思います。 長文、失礼いたしました。
お礼
ありがとうございます。 担当者の言い分を聞くには、そこでは砂型での鋳鉄鋳物の製作が不得手だからと感じられました。 何分鋳物はまだまだ勉強不足で、色々と参考になります。 また困って質問させて頂く事があったら、宜しくお願いします。 ありがとうございました。
コストの面がかなり大きいと思いますが、強度や耐久度の面もからんでいると思います。 FCDでのボルト締めでは強度が不足⇒溶接の必要がある⇒んじゃ、鋳鋼使うかぁ ってな感じじゃないかなと。FCDで事足りるなら、それにこしたことないと思いますよ。加工も楽ですしｗ
お礼
なるほど。 また色々とご指導よろしくお願いします。 ありがとうございました、ちょこちょこ突いて反応をみてみます。
鋳鋼も鋳鉄も加工しています。 なので、加工屋の視点から感じたことを。 被削性については>>1さんがおっしゃっているのと同じ感覚を持っています。 お客さんのほうでは、 ・溶接の必要がある部品は鋳鋼 ・それ以外は鋳鉄 と分けてつかっているようです。 ・刃物をＫ種→Ｐ種に変更する、 ・切り屑が繋がりますので、送りを早くする、インチングを入れる等、切断の工夫が必要 ・砂カミ、ノロカミに工具があたると、一発で工具がオシャカの可能性があるので、その場合の工具費の保証を契約にいれておく ってなところでしょうか。あと、鋳鉄より鋳鋼のほうが素材のバラツキが大きいように感じます（体感）。これは鋳物屋さんの腕次第なので何ともいえませんが。。。あと、中国の鋳物屋さんとお付き合いするのなら、必ず各型番毎にテストカットをして、「○番と○番の型のここがおかしい！なんとかしてくれ」という話を事前にして、ガイドラインをちゃんと決めておかないと痛い目にあうことがあります。 以上、体験談でした。
お礼
ありがとうございます。 溶接の無いものは鋳鉄というのは、やはりコスト面でしょうか？ 体験談ということで、大変参考になります。 素材のバラツキについては、バッチ毎の検査で対応しようかと思っています。 ご回答ありがとうございました、参考にさせて頂きます。
>ロストワックスのような鋳造方法・・ 私が知っているのは型を外せない複雑な形状とか 薄肉であるとかに使われる方法ですよね それが鋳鋼に向いているのかな？？？ ワックス型製作＝＞型乾燥＝＞脱ロウ＝＞型の焼成＝＞遠心鋳造（肉厚、形状による） とコスト高しか思い浮かばないのですが・・・・ >粗挽きというのはどのような工程でしょうか？バリ取りのような仕上げ工程でしょうか？ 粗加工とは仕上げしろを残して加工をする という事です つまり 黒皮（鋳だしたそのまま）納入では加工して初めて 素材欠陥が判明する という事がありますので 一皮削ることにより 素材メーカにて判断をさせ欠陥の無い（少ない）物を 納入させるということです >品質については石橋を叩き壊すくらいに気をつけていきます。 それなら 粗加工後に非破壊検査たとえばUT、MTを実施させるのもいいかもしれません
お礼
ありがとうございます。 コストについてはその通りですね。。。 私としてもこれまでＦＣＤで実績があるので、むしろそれでして欲しいくらいなんですが・・・ ＞粗加工とは仕上げしろを残して加工をする という事です なるほど。今回の製品ではそういった加工が入るようですので、確認できそうですね。 ＞それなら 粗加工後に非破壊検査たとえばUT、MTを実施させるのもいいかもしれません そうですね、カラーチェック等行うようにしてみます。 ご回答ありがとうございました、勉強になります。
鋳鉄と鋳鋼の違いについて、余り考えたことが無かったので調べました 一字だけの違いで「鉄」と「鋼」について、「鉄は熱い内に打て」で 鍛えらたモノが「鋼」でそうでなかったモノが「鉄」と単純には言えそうだ その鋼を、鋳型に入れ成形したモノを「鋳鋼」というようですね 当然ながら化学的成分はほぼ同じだろうから、違いは材料組織にあるはず 鋼は鉄と炭素の合金であるが、鋳鋼にすると完全に合金化されない部分が、 炭素粒子として組織に介在するために恐らく鋳鋼は鋼に近づいてはいるが 鋼が有する焼入れ性とか靭性、衝撃性などが少なからず不足するのだろう ここでステンレス鋳鋼について考えるが、ステンレスは炭素量が少ないほど 耐食性が一般に向上するから初めから鋼と少し違う（焼きが入らないので） しかしステンレス鋳鋼（SCS）というものがある。Ni、Crを含むことにより 焼入れ性が良く低炭素で鋳鋼であっても左程、変わらないということだろう ちなみにステンレスは焼きは入らないが固溶化熱処理しオーステナイトの 組織状態にして耐食性を向上させるようです（1050℃からの急冷の処理） 最後に、テストピースを送付してもらい実際に材料試験をしては如何ですか
お礼
ありがとうございます。 ＞その鋼を、鋳型に入れ成形したモノを「鋳鋼」というようですね ＞当然ながら化学的成分はほぼ同じだろうから、違いは材料組織にあるはず ＞鋼は鉄と炭素の合金であるが、鋳鋼にすると完全に合金化されない部分が、 ＞炭素粒子として組織に介在するために恐らく鋳鋼は鋼に近づいてはいるが ＞鋼が有する焼入れ性とか靭性、衝撃性などが少なからず不足するのだろう イメージとしては鋳鋼は鉄鋼と鋳鉄の中間というようなイメージになるということでしょうか？ よくよく考えれば、同様の品物を鉄鋼でも製作しているので、仮にその中間の性質だとすれば問題なさそうですね。 ＞最後に、テストピースを送付してもらい実際に材料試験をしては如何ですか まだ少し時間的に猶予があるようなので、仰られる通り材料試験か何かを行ってみようと思います。 ありがとうございました。
鋳鋼普段加工しています また中国製の鋳鋼も加工しています まず加工性ですが イメージとしてはごく普通のS45CとかSF材を加工しているのと同じです 切削条件も同じで良いでしょう ポイントは砂カミが出る確率がFC、FCDに比べて高いことです 湯の温度、粘度の関係か？？？型が崩れやすいのかなと想像しています 中国に限りませんが外国製の鋳鋼は粗挽きなどをさせて納入することを お勧めします 一皮剥いてびっくりって事にならないように・・・
お礼
ありがとうございます。 加工性は鉄鋼と同じようなものですか。 砂かみについては、今回ロストワックスのような鋳造方法ですると聞いているので、それほど心配はなさそうですね。 用語がわからず勉強不足でお恥ずかしいのですが、粗挽きというのはどのような工程でしょうか？バリ取りのような仕上げ工程でしょうか？ 製作については抑えるところを抑えれば、何とか問題なく出来そうですね。。。 品質については石橋を叩き壊すくらいに気をつけていきます。 ご回答のほど、ありがとうございました。 また宜しくお願い致します。
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