高クロム鋳鉄の基礎紹介

高クロム鋳鉄は、通常の白鋳鉄、ニッケル硬質鋳鉄に次いで開発された第3世代の耐摩耗材です。 高クロム鋳鉄の組織の特性により、高クロム鋳鉄は通常の鋳鉄よりもはるかに高い靭性、高温強度、耐熱性、耐摩耗性を備えています。 高クロム鋳鉄は、現代において最も優れた耐摩耗性材料として評価され、日々広く使用されています。
高クロム鋳鉄の良好な耐摩耗性は、主にそのマトリックス構造と炭化物の種類および分布特性に依存します。
高クロム鋳鉄は、Fe、Cr、Cを基本成分とする多元素合金です。 新たに凝固した高クロム鋳鉄のマトリックスはオーステナイトであり、高温に加熱しても安定しており、C や Cr などの元素が飽和しています。 温度が下がるとオーステナイトが変態します。 通常の状態では、高クロム鋳鉄はオーステナイトが優勢な多相構造を示します。 この構造を持つ鋳鉄は、高温で使用することで素材そのもののポテンシャルをより発揮します。
高クロム鋳鉄は、クロム含有量が 12% ～ 28% のクロムベースの白鋳鉄です。 多量のクロムの添加により、白鉄中のM3C炭化物はM7C3炭化物になります。 この合金炭化物は非常に硬く、高クロム鋳鉄に優れた耐摩耗性を与えます。 一方、凝固過程ではM7C3炭化物が棒状に析出し、高クロム鋳鉄の靱性をある程度向上させます。