熱処理すると鋳物の機械的・物理的性質が大きく変わると教わりましたが、アルミ合金や銅合金の鋳物では少なく鋳鉄だけ大きいのはどうして?

鋳鉄は室温ではフェライトとパーライトと黒鉛からなる組織ですが,これを熱処理して室温からゆっくり加熱するとオーステナイトと黒鉛の組織になります.こ の状態から冷却すると,共析反応によってオーステナイトがフェライトと黒鉛になります.その後,Fe3Cが析出しパーライト組織になります.

鋳鉄の熱処理 では,焼なましでは炉冷,焼ならしでは空冷,焼入れでは油冷または水冷処理を行うので,この熱処理の過程でオーステナイトからの冷却速度によって,基地組 織中のフェライトとパーライトの割合が大きく異なってきます.球状黒鉛鋳鉄の強度は基地組織に依存するので,熱処理によりフェライトとパーライトの割合が 変化すると機械的性質も大きく変わることになります.

例えば,球状黒鉛鋳鉄では,鋳放しで引張強さが450~500MPa,伸びが10~12%である材料 に,焼きなましを行うことによって強度はやや低下しますが,伸びは15~20%に上昇します.

また,焼ならしを行うと,引張強さは600~700MPa, 伸びは3~8%程度となります.そして,焼入れ・焼戻し処理を行うと引張強さは800~900MPa,伸びは2~3%程度になるようです.