銑鉄とは–粗鉄-定義

一般に、銑鉄は鉄産業の中間製品です。 粗鉄としても知られている銑鉄は、高炉プロセスによって製造され、硫黄、マグネシウム、リン、マンガンなどの少量の他の不純物を含む最大4-5％の炭素 銑鉄は3つのkgから50以上のkgまで及ぶいろいろなインゴットのサイズおよび重量で供給される。 銑鉄は販売可能な製品ではなく、むしろ鋳鉄および鋼の製造における中間段階である。 硫黄やリンなどの材料特性に悪影響を与える銑鉄中の汚染物質の減少は、2-4％の炭素、1-6％のケイ素、および少量のマンガンを含む鋳鉄をもたらす。

銑鉄の特性

材料特性は集中的な特性であり、それは質量の量とは無関係であり、システム内の場所によっていつでも変化する可能性があることを意味します。 材料科学の基礎は、材料の構造を研究し、それらをその特性（機械的、電気的など）に関連付けることを含む。). 材料科学者がこの構造と特性の相関関係を知ったら、与えられたアプリケーションにおける材料の相対的な性能を研究することができます。 材料の構造、したがってその特性の主要な決定要因は、その構成化学元素およびそれが最終的な形態に処理された方法である。

銑鉄の機械的特性

材料は、機械的特性の望ましい組み合わせを有するため、様々な用途に頻繁に選択される。 構造用途では、材料特性が重要であり、エンジニアはそれらを考慮する必要があります。

銑鉄の強さ

材料の力学において、材料の強さは、故障や塑性変形なしに加えられた荷重に耐える能力です。 材料の強度は、基本的に、材料に加えられる外部荷重と、その結果生じる変形または材料寸法の変化との関係を考慮する。 材料の強度は、故障や塑性変形なしにこの荷重に耐える能力です。

終局引張強さ

銑鉄の終局引張強さは大きく異なり、炭素が合金に取り込む形態に依存する。 高レベルの炭素は、それを比較的弱く脆くする。 炭素の量を0.002-2.1％に減らすと、純鉄の1000倍まで硬くなる可能性のある鋼が生成されます。

終局引張強さは、工学的応力-ひずみ曲線上の最大値です。 これは、張力のある構造によって持続することができる最大応力に対応する。 最終的な引張強さは頻繁に「引張強さ」にまた更に「最終的の短くされます。”この応力を加えて維持すると、破壊が発生します。 多くの場合、この値は降伏応力（いくつかのタイプの金属の収率よりも50〜60％も大きい）よりも有意に大きい。 延性がある材料が最終的な強さに達するとき、横断面区域が局部的に減るところでネッキングを経験します。 応力-ひずみ曲線には、終局強度よりも高い応力は含まれていません。 変形が増加し続けることができるのに圧力は通常終局の強さが達成された後減ります。 それは集中的な特性です;従って価値はテスト標本のサイズによって決まりません。 しかし、試験片の準備、表面欠陥の有無、試験環境と材料の温度などの他の要因に依存します。 最終的な引張強さはアルミニウムのための50MPaから非常に高力鋼鉄のための3000MPa高くまで変わります。

銑鉄の降伏強度

銑鉄の降伏強度は大きく異なり、炭素が合金に取り込む形態に依存する。

降伏点は、弾性挙動の限界と塑性挙動の開始を示す応力-ひずみ曲線上の点である。 降伏強度または降伏応力は、材料が塑性的に変形し始める応力として定義される材料特性であり、降伏点は非線形（弾性+塑性）変形が始まる点である。 降伏点の前に、材料は弾性的に変形し、加えられた応力が除去されると元の形状に戻る。 降伏点が通過すると、変形の一部は永久的で可逆的ではありません。 いくつかの鋼および他の材料は、降伏点現象と呼ばれる挙動を示す。 降伏強さは低強さアルミニウムのための35MPaから非常に高力鋼鉄のための大きいより1400MPaに変わります。

ヤング弾性率

銑鉄のヤング弾性率は大きく変化し、炭素が合金に取り込まれる形態に依存する。

ヤング弾性率は、一軸変形の線形弾性領域における引張および圧縮応力の弾性率であり、通常は引張試験によって評価される。 制限応力まで、身体は負荷の除去時にその寸法を回復することができる。 印加された応力は、結晶中の原子を平衡位置から移動させる。 すべての原子は同じ量変位し、依然としてそれらの相対的な幾何学的形状を維持する。 応力が除去されると、すべての原子は元の位置に戻り、永久変形は起こらない。 フックの法則によれば、応力は（弾性領域における）ひずみに比例し、傾きはヤング率である。 ヤング率は、縦方向の応力をひずみで割った値に等しくなります。

銑鉄の硬度

銑鉄のブリネル硬度は大きく異なり、炭素が合金に取り込む形態に依存する。

材料科学では、硬度は表面の窪み（局所的な塑性変形）や引っ掻きに耐える能力です。 硬度はおそらく最も不完全に定義された物質的な特性傷への抵抗、摩耗への抵抗、刻み目への抵抗また更に形成するか、または集中させた塑性変形への抵抗を示すかもしれないのでです。 蒸気、油、および水による摩擦または侵食による耐摩耗性は、一般的に硬度とともに増加するため、工学的観点から硬度が重要です。

Brinell硬度試験は、硬さ試験のために開発された圧痕硬度試験の一つです。 Brinellテストでは、堅い、球形の圧子はテストされるべき金属の表面に特定の負荷の下で強制されます。 典型的なテストは3,000kgf（29.42kN;6,614のlbf）力の圧子として10のmm（0.39inに）直径によって堅くされる鋼球を使用する。 負荷は、指定された時間（10〜30秒）一定に維持されます。 より柔らかい材料のために、より小さい力は使用されます;より堅い材料のために、炭化タングステンの球は鋼球のために代わりになります。

この試験は、材料の硬度を定量化するための数値結果を提供し、これはブリネル硬度数–HBで表されます。 Brinell硬度番号は、最も一般的に使用される試験規格（ASTM E10-14およびISO6506-1：2005）によって、hbw（硬度からのH、brinellからのBおよび圧子の材料からのW、tungsten（wolfram）carbide）とし 以前の規格では、鋼圧子で行われた測定値を参照するためにHBまたはHBSが使用されていました。

ブリネル硬度数（HB）は、荷重を圧痕の表面積で割った値です。 印象の直径は、重畳されたスケールを有する顕微鏡で測定される。 ブリネル硬度数は次の式から計算されます:

共通の使用にいろいろなテスト方法があります（例えばBrinell、Knoop、VickersおよびRockwell）。 相関関係が適当である異なったテスト方法からの硬度数を相関させる利用できるテーブルがある。 すべてのスケールで、高い硬度数は堅い金属を表します。

銑鉄の熱特性–粗鉄

材料の熱特性とは、材料の温度変化および熱の適用に対する材料の応答を指す。 固体が熱の形でエネルギーを吸収すると、その温度が上昇し、その寸法が増加する。 しかし、異なる材料は、熱の適用に異なって反応する。

熱容量、熱膨張、および熱伝導率は、固体の実用化においてしばしば重要な特性である。

銑鉄の融点

銑鉄の融点は1420-1470Kの範囲であり、これは二つの主要成分のいずれかよりも低く、炭素と鉄を一緒に加熱すると最初に溶融す

一般に、溶融は、固体から液相への物質の相変化である。 物質の融点は、この相変化が起こる温度である。 融点はまた、固体および液体が平衡状態で存在することができる条件を定義する。

銑鉄の沸点

銑鉄は、主に鉄の多元素物質であり、炭素と不純物が添加されています。 炭素は、主に合金金属の炭化物の形態である。 炭化物は、金属マトリックスよりも高い沸騰温度を有する。 鉄（銑鉄ではない）の沸点は2860℃であるため、銑鉄の沸点はこの値に近い。

一般に、沸騰は、液体から気相への物質の相変化である。 物質の沸点は、この相変化（沸騰または気化）が起こる温度である。

銑鉄の熱伝導率

銑鉄は、主に鉄の多元素物質であり、炭素と不純物が添加されています。 炭素は、主に合金金属の炭化物の形態である。 鉄（銑鉄ではない）の熱伝導率は80W/（M.K）です。

固体材料の熱伝達特性は、熱伝導率k（またはλ）と呼ばれる特性によって測定され、W/m.Kで測定されます。 これは、伝導によって材料を介して熱を伝達する物質の能力の尺度である。 フーリエの法則は、その状態（固体、液体、または気体）にかかわらず、すべての物質に適用されるため、液体および気体に対しても定義されることに注意して

ほとんどの液体および固体の熱伝導率は温度によって変化します。 蒸気の場合、圧力にも依存します。 一般的に:

ほとんどの材料は非常にほぼ均質であるため、通常はk=k(T)と書くことができます。 同様の定義は、y方向およびz方向の熱伝導率（ky、kz）に関連しているが、等方性材料の場合、熱伝導率は移動方向とは無関係であり、kx=ky=kz=kである。