黒鉛

黒鉛とは

黒鉛は炭素の純粋で柔らかい形態で、鉛筆の芯でおなじみだ。層状構造で互いに滑りやすく、そのため柔らかく黒い。

鋳鉄中の黒鉛

鋳鉄では炭素含有量が2 %を超える。鉄の格子に入りきらない余剰の炭素が凝固時に黒鉛として析出する。この黒鉛の成長の仕方がすべてを決める。細かい片状（ねずみ鋳鉄GJL）、球状（球状黒鉛鋳鉄GJS）、蠕虫状（コンパクト黒鉛鋳鉄GJV）のいずれかである。

形が重要な理由

片状黒鉛は無数の微小な切欠きのように作用し、材料を脆くする。一方、球状黒鉛は切欠きにならず、材料は靭性で変形しやすくなる。つまり黒鉛の形こそが、脆いねずみ鋳鉄と靭性のある球状黒鉛鋳鉄の本質的な違いである。

溶接時

アーク中で黒鉛は溶け、その後質量が急速に冷却される場所では黒鉛の代わりに硬い鉄炭化物が生成する。熱影響部に脆いマルテンサイトとレデブライトができる。そのため鋳鉄はゆっくり冷却し、再び黒鉛が形成されるようにしなければならない。