ダクタイル鋳鉄バルブの性能と空調システムでの応用

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まずは、ダクタイル鋳鉄の材質特性について見ていきましょう！ 　　ダクタイル鋳鉄の製造コストは灰鋳鉄よりも高いが、灰鋳鉄よりもはるかに高い強度と靭性を持ち、鋳鋼に匹敵する鋳造材として選ばれている。 ダクタイル鋳鉄の引張強度は灰鋳鉄や鋳鋼よりも高く、適切な熱処理を施せば鍛造炭素鋼の水準に達することができる。また、同じ成分のダイカストでも熱処理工程を変えることにより、引張強度は非常に広い範囲（400～1500MPa）で変化する。 同じ引張強度の条件下で、球状黒鉛鋳鉄の降伏強度は鋼よりも高い。これは球状黒鉛鋳鉄が構造材料として利用できる非常に貴重な特性であり、機械電気製品の重要な部品としてますます広く採用されている理由の一つでもある。 ダクタイル鋳鉄の伸び率は鋳鋼には及ばないものの、灰鋳鉄よりは優れており、ほとんどの機械電気製品の部品が動作時に要求される一般的な条件を満たすことができる。というのも、これらの部品は動作時にごくわずかな塑性変形しか許されないからである（降伏強度0.2を基準にすると、伸び率は0.2％未満でなければならない）。 球状黒鉛鋳鉄の弾性率は灰鉄よりも高く、これはその剛性が灰鉄よりも大きいことを示しているが、鋳鋼よりはわずかに低い。 球状黒鉛鋳鉄の衝撃靭性は鋳鋼には及ばないものの、灰鋳鉄よりはるかに高く、一般的な動的負荷下で使用される部品の要求を満たすことができる。 ケイ素鋼鉄の疲労強度は灰鉄よりも2倍以上高く、45鋼に近い値を示す。また、鋼はケイ素鋼鉄よりもきずに対する感受性が高いため疲労強度が急速に低下するが、そのためケイ素鋼鉄を鋼の代わりに使用してクランクシャフトなど形状が複雑な部品を製造することができる。 　　ダクタイル鋳鉄も耐摩耗性、耐熱性、耐食性に優れており、減震性は灰鋳鉄より劣るものの鋼よりはるかに優れている。これら3つの振動減衰比はおおよそ1：1.8：4.3である。 球状黒鉛鋳鉄の鋳造性は灰鉄よりも劣り欠陥が生じやすいが、加工性は良好であり、フェライト系球状黒鉛鋳鉄の溶接性も良い。また、熱処理によって球状黒鉛鋳鉄の力学的性質は大きく変化し、同じ金属組織の状態でも、熱処理を施した球状黒鉛鋳鉄と鋳造状態のものでは、いくつかの性質において顕著な差が生じる。 　　灰鉄鋳物、ダイカスト、鋳鋼という3つの材料を比較することで、灰鉄鋳物製のバルブは空調用の冷凍水、冷却水、および温水の分野で十分に活用でき、作業条件が求めるバルブの強度や靭性の要件を完全に満たすうえ、コストも低いことがわかります。都市の暖房用の高温の温水や蒸気が使用される環境では、高温高圧の媒体に対応できるよう、強度と靭性に優れたダクタイル鋳鉄製のバルブを選ぶべきです。一方、鋳鋼製のバルブは、一般的に200℃を超えるような高温の蒸気など、蒸気の圧力や温度が高い環境で使用されます。