鋳鉄の種類の概要

白鋳鉄：紅茶に入れる砂糖のように、鉄中の炭素は液体鉄に完全に溶解します。この液体鉄に溶解した炭素が、鋳鉄が凝固する過程で液体鉄から分離されずに、構造中に完全に溶解したまま残る場合、その結果として得られる構造を白鋳鉄と呼びます。非常に脆い構造を持つ白鋳鉄は、割れたときに明るい白色を示すことから白鋳鉄と呼ばれています。

ねずみ鋳鉄：溶融した鋳鉄が凝固する際、紅茶の砂糖のように、溶融金属に溶け込んでいる炭素が凝固中に別の相として現れることがあります。このような構造を顕微鏡で観察すると、炭素が分解して肉眼で見える黒鉛という別の構造になっていることがわかります。この炭素が層状、つまり層状構造を形成しているこの構造を破断すると、くすんだ灰色が現れることから、この種の鋳鉄をねずみ鋳鉄と呼びます。

斑点のある鋳鉄：前述の白い鋳鉄は急速冷却条件下で発生し、灰色の鋳鉄は比較的緩やかな冷却条件下で発生します。注湯された部品の冷却速度が、白から灰色への変化が生じる範囲と一致すると、灰色と白の組織が混在して現れることがあります。このような鋳鉄を斑点鋳鉄と呼ぶのは、このような鋳鉄片を割ったときに、白い背景に灰色の島状の模様が現れるためです。

焼き戻し鋳鉄：このタイプの鋳鉄は、実際には白鋳鉄として凝固されています。つまり、鋳鉄の凝固が確実に行われ、炭素が組織内に完全に溶解した状態になります。その後、凝固した白鋳鉄に熱処理を施し、組織内に溶解した炭素を組織から分離します。この熱処理後、炭素は不規則な形状の球状粒子として凝集した状態で現れます。

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）、生成された黒鉛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構造を形成した場合、そのような鋳鉄をねずみ鋳鉄または層状黒鉛鋳鉄と呼びます。酸素と硫黄の含有量が比較的高い合金に見られるこの構造は、熱伝導率が高いため、収縮傾向がほとんどなく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。黒鉛が層状構造ではなく球状構造に分解するためには、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、溶融金属に酸素や硫黄と非常に速やかに反応するマグネシウムを添加し、鋳型に流し込みます。

蠕虫状黒鉛鋳鉄：球状黒鉛鋳鉄の製造工程において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、蠕虫状（または緻密状）と呼ばれる黒鉛組織が生じることがあります。蠕虫状黒鉛は、層状黒鉛と球状黒鉛の中間的な形態であり、球状黒鉛の高い機械的特性を鋳鉄にもたらすだけでなく、高い熱伝導率によって収縮傾向を低減します。球状黒鉛鋳鉄の製造においては欠陥とみなされるこの組織ですが、上記のような利点から、多くの鋳造所では意図的に鋳造されています。