鉄と鋼は、世界で最も広く使用されている金属の 2 つです。この 2 つの材料には、他の材料とは異なる特別な特性があり、現代の技術とプロセスにより、鋳鉄と亜鉛メッキ鋼という新しいサブセットが開発されました。これらは、いくつかの産業、家庭、下水道システムで幅広い用途に使用されます。この記事では、鋳鉄と亜鉛メッキの違いについて説明し、これらの違いがパイプラインや下水用途での使いやすさにどのような影響を与えるかについて説明します。
構成
鋳鉄の主成分は鉄鉱石から得られます。次に、鉄、炭素、シリコンから作られる合金。通常、2 ～ 4% の炭素と、それより少ない部分のシリコンで作られています。鋳鉄にはマンガン、硫黄、リン酸塩などの不純物が存在することがあります。これらの追加成分は通常、鋳鉄の特性に影響を与えるには小さすぎます。
亜鉛メッキ鋼板は、金属合金である炭素鋼または普通炭素鋼でできています。炭素鋼は、鉄と炭素という 2 つの元素から作られます。この合金に含まれる他の金属としては、マンガン、シリコン、銅などがあります。これらは通常、合金の 0.60% 未満しか含まれません。これは、合金の特性に対するそれらの影響が無視できることを意味します。
準備
鋳鉄は高炉を使用して製造され、鉄と炭素の合金または銑鉄から作られます。このプロセスでは、溶融金属から鋳鉄が直接形成されます。前述の不純物はこの段階で焼き尽くされる可能性があります。ただし、カーボンも同様に燃え尽きる可能性があるため、鋳鉄の型が完成する前に交換する必要があります。鋳鉄に炭素とシリコンの元素が欠けていると欠陥が生じます。鋳鉄は炉の後にハンマーなどで精錬する必要がありません。その結果、精製プロセスの負荷が軽減され、最終製品が安価になります。
亜鉛メッキ鋼板は、保護亜鉛層でコーティングされた炭素鋼から作られています。これは、溶射、溶融めっき、電気めっきなど、いくつかの異なる種類がある亜鉛めっきと呼ばれるプロセスで行われます。溶融亜鉛めっきでは、炭素鋼を最高 460°C の高温の溶融亜鉛に浸漬します。完全にコーティングされた後、引き上げられて大気にさらされます。この暴露により亜鉛が酸素と反応し、酸化亜鉛が生成されます。さらに、空気中に存在する炭素と反応して炭酸亜鉛を形成し、鋼の表面に灰色の層を形成します。別の元素でコーティングされていますが、鋼は依然として展性があり、他の金属製造機械で簡単に加工できます。
抵抗
鋳鉄は一般に大気腐食に対して耐性があります。一部の鋼合金よりも高い耐性を持っています。鋳鉄は耐摩耗性もあり、振動を減衰させることができます。しかし、鋳鉄は海水に非常に弱く、高塩分の環境に長時間さらされると簡単に腐食したり穴が開いたりします。鋳鉄は、他の加工金属よりも脆い場合があります。
亜鉛メッキ鋼は、他のほとんどの金属と比較して耐食性に優れています。亜鉛メッキプロセスによる腐食低減の 2 つの方法があります。溶けた亜鉛は炭素鋼の表面を痛みのように覆い、非常に密着性の高い酸化物層を形成します。また、鋼の代わりに腐食を受ける亜鉛陽極も提供します。
亜鉛コーティングが損傷したり引っ掻かれたりした場合でも、亜鉛陽極が周囲の鋼材を保護します。残りの亜鉛も酸化亜鉛の保護コーティングを再形成する可能性があります。アルミニウムと同様に、亜鉛は酸素に対する反応性が高いため、接触した酸素のほとんどを吸収します。これにより、コーティングの下の鋼材がさらに酸化するのを防ぎます。
用途
鋳鉄は耐久性に優れ、適度な耐久性を備えた金属素材であり、幅広い用途に適しています。鋳鉄は、自動車のギア、部品、パイプの製造に使用できます。金属工具の金型や製造用の機械部品などに使用できます。鋳鉄は加熱に適しているため、台所用品にもよく使われており、鋳鉄調理器具の最も一般的な形態はフライパンです。ただし、鋳鉄製の調理器具、ベーキング型、調理鍋も見つけることができます。配管にも使用されていますが、それほど広く使用されておらず、一般に新しい住宅には推奨されません。
亜鉛メッキ鋼は、その長期使用と耐久性のために好まれています。その顕著な使用例の 1 つは配管パイプです。亜鉛の保護層は、腐食の一種である錆から簡単に保護します。亜鉛メッキ鋼板は住宅建築の鉄骨フレームにも使用されます。ほとんどの自動車のボディ部品やケージの製造にも使用できます。この金属は、道路上の保護具や高速道路標識にも含まれています。
利点
これらの金属はどちらも、他の種類の金属に比べて表面が厚く、靭性と耐摩耗性に貢献します。鋼に対する鋳鉄の利点は、ほとんどの種類の鋼よりも長時間熱を保持できることにあります。これにより、調理など、強力で安定した温度が必要な用途により適しています。ただし、耐食性が低く脆いため、配管などの液体や高圧にさらされる用途にはあまり適していません。
亜鉛メッキ鋼には、通常鋼に見られるすべての利点に加えて、ほとんどの環境での耐久性が向上しています。また、亜鉛めっき鋼は鋳鉄よりも展性が高いため、亜鉛めっき鋼管やチューブは、意図した目的に合わせてより簡単に製造およびカスタマイズできます。亜鉛メッキ鋼には、他のほとんどの金属が錆びる可能性がある、定期的な湿潤期と乾燥期に耐えるという追加の利点もあります。そのため、配管部品の作成に最適です。
投稿日時: 2022 年 5 月 11 日