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その他機器など

鋳造と鍛造

鉄は合金

鋳造(ちゅうぞう)と鍛造(たんぞう)の成形方法の説明に入る前に、その材料である鉄について触れておきましょう。鉄は身近な材料ということもあり、日常の会話にも「鉄の○○」といった表現はよく出てきますが、厳密に言うと様々な道具や部品の材料となっている「鉄」は、純粋な鉄ではなく炭素や鉄以外の金属との合金です。日常会話などで単に「鉄」と言うときは鋳鉄(ちゅうてつ)や鋼(こう)を指していると考えて良いでしょう。

鋳鉄という単語は鋳物(いもの)製品を指す用語としても広く使用されていますが、材質を表す呼び名でもあります。詳細は次の章で述べますが、鉄-炭素系材質の呼び方や分類などは結構曖昧なようです。スチームトラップやバルブの材質にも、鋳鉄と鋼がよく使用されます。身近な例では、鋳鉄は鉄瓶や道路にあるマンホールの蓋などに使用され、鋼は包丁などの刃物や鉄筋、鉄骨、蒸気系統で使用する管などに使用されます。

鋳鉄

鋳鉄(マンホールの蓋/鉄瓶)

鋼(和包丁/管)

鋳鉄と鋼の違い

鋳鉄と鋼の違いは炭素の含有量で、炭素含有量0.008%から2.0%までが鋼、2.0%以上の炭素を含有するものが鋳鉄と呼ばれます。その成分による特性の違いは成形方法にも影響します。

鋳鉄を成形する場合、一度溶解してから目的に近い形状に鋳込む(鋳造する)必要があり、鋳鉄は鋳造専用なので鋳鉄と呼ばれます。一方、鋼は鋳造でも鍛造でも成形することができます。鋳鉄は、溶かした材料を型に流し入れて成形する鋳造性に非常に優れている反面、粘りなどの強度が炭素鋼よりも小さく、溶接ができないなどの特徴があります。そのため、強度と接続性の点から高温高圧配管では使用できません。

鋼は鋳鉄よりも強度があり溶接も可能なため、高温高圧配管でも使用可能です。鋼の中で最も基本となるものが、鉄と炭素の二成分系である炭素鋼ですが、用途によりステンレス鋼やモリブデン鋼など耐食性能や耐温度性能を高めた合金鋼も使用されます。

鋳鉄
炭素含有量 約2%以上 0.008~約2%
成形方法 鋳造 鋳造・鍛造
溶接 不可

鋳造と鍛造の成形方法の違い

鋳造も鍛造も鉄系材質だけに適用する成形方法ではなく、様々な材質に適用されています。

鋳造

鋳造とは、溶かした材料を型に流し入れて成形する方法です。この方法で作られる素材や製品は鋳物(いもの)とよばれ、例えばお寺の釣り鐘(梵鐘)もこの方法で作られます。釣り鐘の場合、材料は鋳鉄や鋼ではなく青銅です。

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