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１． |
鋳物の成分 |
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ネズミ鋳鉄 |
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ダルマストーブや五右衛門風呂は「鋳物製」と言われていますが、本来「鋳物」とは製品と同じ形状の空隙を有する鋳型に溶けた金属を流し込む製法で作られたもの総称です。「鋳物」には鉄合金系の「鋳鉄」・「鋳鋼」、非鉄合金系のアルミニウム・銅・マグネシウムなどがあります。
ダルマストーブや五右衛門風呂は、実際には鋳物の中で最も利用の多い鉄系の鋳物である「鋳鉄」で製造された製品で、「鋳鉄」は鉄に、炭素、ケイ素等を混ぜて作られた合金です。「鋳鉄」の材質としての特徴を決定づけるのに大事なのが炭素（＝黒鉛）であり、炭素の含有量及び分布形状によりその性格は大きく異なります。鋳鉄の炭素含有量は、2.14％を超えて6.67％までがその範囲であり、炭素含有量が0.02％～2.1％と低くなると鋳鋼の範囲となります。
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２． |
鋳物の特徴と長所 |
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キューポラ |
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鋳鉄は、溶融温度が低ければ低いほど粘度が低く、複雑な形状の型であっても隅々まで溶かした鉄がいきわたるため、意図的に炭素量が多くすることで複雑な形状を持つ部材や製品の制作に利用することができます。よって五右衛門風呂のようなツバの付いた半球型や、ダルマストーブのような円筒形でありながら表面に波模様のついた形状など比較的大型の立体的造形も簡単に製作できます。
鋳鉄の生地は、炭素量が多いため耐摩耗性にも優れ、さらに、その凝固の過程で黒鉛を多量に放出します。この黒鉛が潤滑剤としても作用するため、耐摩耗性はさらに向上します。また耐熱性にも優れ、振動吸収能が高く、熱衝撃にも強いとされ、高温状態で使用する製品に使用されます。このため、薪を燃料とした燃焼温度は700°程度のため、ダルマストーブなどの鋳鉄製ストーブには十分使用可能と言えます。
さらに一般の鉄は錆始めると錆の進行のスピードが速く短期間で強度が低下しますが、鋳鉄は水に対する耐食性も高いうえ、錆始めてからの錆の進行速度も遅く、長期間強度が低下しない特徴を持ちますので、錆が生じやすい環境でも製品に使用されます。このため鋳鉄の五右衛門風呂は錆が生じても浴槽機能を十分果たすことができません。
また、プラスチック製品等と比べて型代が大幅に安く、必しも何十万という大量生産が条件でないため、比較的少量でも低コストを実現できます。
このため鋳鉄は、比較的低コストで長期間使用可能な材料として、五右衛門風呂やダルマストーブに最適な材質といえます。
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３． |
鋳物の短所 |
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鋳鉄の短所としては、その最たるものが黒鉛を多く含有することからくる脆さ、引張強さの弱さです。粘りのある他の鉄鋼材料と比べると数値が低く、また炭素量が多いため、塑性加工や溶接にも向きません。このため一定以上の力が加わると、鉄のように曲がるのではなくガラスのように割れてしまいます。これを靱性が低いといいますたとえが悪いかもしれませんが、パンのクロワッサンのような感じで（写真ですので平面しかわかりませんが）垂直方向にも黒鉛が分布してますので、一定以上の力が加わった瞬間に、黒鉛の筋に沿ってひびが入って曲がることなくパキンと割れてしまいます。
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