鋳鉄の種類の概要

白鋳鉄：お茶に入れる砂糖のように、炭素は溶融鉄に完全に溶解します。この溶融鉄に溶解した炭素が、鋳鉄が凝固する際に溶融鉄から分離できず、組織中に完全に溶解したままの場合、その組織は白鋳鉄と呼ばれます。白鋳鉄は非常に脆い組織で、破壊時に鮮やかな白色を呈するため、白鋳鉄と呼ばれます。

ねずみ鋳鉄：溶融鋳鉄が凝固する過程で、液体金属に溶解した炭素（お茶に含まれる砂糖など）が、凝固中に別の相として現れることがあります。このような組織を顕微鏡で観察すると、炭素が分解して黒鉛の形で肉眼で見える別の構造になっていることがわかります。このタイプの鋳鉄をねずみ鋳鉄と呼ぶのは、炭素が薄片状、つまり層状に現れるこの構造が破壊されると、鈍い灰色が現れるためです。

斑点鋳鉄：前述の白色鋳鉄は冷却速度が速い場合に現れますが、ねずみ鋳鉄は比較的冷却速度が遅い場合に現れます。鋳込み後の冷却速度が白色から灰色への遷移が起こる領域と一致する場合、灰色と白色の組織が混在することがあります。このような鋳鉄をまだら模様と呼ぶのは、破片を割った際に白色の背景に灰色の島状組織が現れるためです。

焼戻し鋳鉄：このタイプの鋳鉄は、実際には白鋳鉄として凝固します。つまり、鋳鉄の凝固は、炭素が組織内に完全に溶解したまま確保されることを意味します。その後、凝固した白鋳鉄に熱処理を施すことで、組織内に溶解した炭素が組織から分離されます。この熱処理後、炭素は不規則な形状の球状になり、集合体として現れます。

この分類に加えて、凝固の結果として炭素が構造から分離できた場合（ねずみ鋳鉄の場合など）、結果として得られるグラファイトの形式的な特性を調べることで、別の分類を行うことができます。

ねずみ黒鉛鋳鉄（層状黒鉛鋳鉄）：炭素が凝固してキャベツの葉のような層状の黒鉛組織を形成した鋳鉄を、ねずみ黒鉛鋳鉄または層状黒鉛鋳鉄と呼びます。この組織は、酸素と硫黄の含有量が比較的多い合金に発生しますが、高い熱伝導率のため、収縮傾向をほとんど示さずに凝固させることができます。

球状黒鉛鋳鉄：その名の通り、この構造では炭素が球状の黒鉛球として現れます。黒鉛を層状ではなく球状に分解するには、溶融金属中の酸素と硫黄を一定レベル以下に低減する必要があります。そのため、球状黒鉛鋳鉄を製造する際には、溶融金属を酸素や硫黄と非常に速く反応するマグネシウムで処理し、鋳型に流し込みます。

バーミキュラー黒鉛鋳鉄：球状黒鉛鋳鉄の製造時にマグネシウム処理が不十分で黒鉛が完全に球状化されない場合、バーミキュラー（またはコンパクト）と呼ばれる黒鉛組織が形成されることがあります。バーミキュラー黒鉛は、層状黒鉛と球状黒鉛の中間形態であり、鋳鉄に球状黒鉛の高い機械的特性を与えるだけでなく、高い熱伝導率により収縮率を低減します。球状黒鉛鋳鉄の製造においてはミスと考えられているこの組織は、前述の利点から多くの鋳物工場で意図的に鋳造されています。