FC・FCD・FCGの違いをやさしく解説：鋳鉄の種類を性能と用途で使い分ける方法

鉄鋼材料

鋳鉄というと「FC250」や「FCD450」を聞いたことがある方も多いですが、FCとFCDでは黒鉛の形状がまったく異なり、機械的性質も大きく変わります。本記事では、鋳鉄の3系統（ねずみ鋳鉄FC・球状黒鉛鋳鉄FCD・CV黒鉛鋳鉄FCG）を成分・強度・振動減衰性・被削性の観点で比較し、工作機械・自動車エンジン・管材での使い分け基準を解説します。

1. 鋳鉄の分類と黒鉛形状

鋳鉄（炭素量2.0〜4.5%の鉄）では、炭素が黒鉛（グラファイト）として析出します。この黒鉛の形状が性質の差を生む最大の要因です。

種類記号黒鉛形状添加元素規格
ねずみ鋳鉄（片状黒鉛鋳鉄）FC薄いフレーク状（片状）なし（基本成分のみ）JIS G 5501
球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）FCD球状Mg（マグネシウム）添加JIS G 5502
CV黒鉛鋳鉄（バーミキュラー鋳鉄）FCG虫状（片状と球状の中間）Mg・Ti等で制御JIS G 5503

2. 主要特性の比較

項目FC（ねずみ）FCD（球状黒鉛）FCG（CV黒鉛）
引張強さ（代表値）150〜350 MPa370〜800 MPa300〜450 MPa
伸びほぼ0%（脆性材料）2〜18%1〜5%
振動減衰能◎ 非常に高い△ 低い○ 高い（FCとFCDの中間）
熱伝導率○ 高い△ やや低い◎ 最も高い
被削性◎ 非常に良好○ 良好○ 良好
鋳造性◎ 優れる（流動性高）○ 良好○ 良好
コスト◎ 最安△ やや高い（Mg処理工程）△ やや高い（制御難度高）

FCの引張強さは低いが「振動を吸収する能力（減衰能）」はFCDの5〜10倍。工作機械のベッド・コラムにFCが使われる最大の理由は「切削振動を吸収して加工精度を高める」ためで、強度だけで材料選定するのは誤り。

3. 代表材の規格値

ねずみ鋳鉄（FC）

種類引張強さ硬さ目安代表用途
FC150150 MPa以上212HBW以下軽荷重の箱体・カバー類
FC200200 MPa以上223HBW以下工作機械ベッド・シリンダーブロック
FC250250 MPa以上241HBW以下工作機械・エンジンブロック・ブレーキドラム
FC300300 MPa以上262HBW以下高荷重部品・大型エンジン部品

球状黒鉛鋳鉄（FCD）

種類引張強さ伸び代表用途
FCD350-22350 MPa以上22%以上自動車足回り部品・高延性が必要な部品
FCD450-10450 MPa以上10%以上排水管・マンホール蓋・継手
FCD600-3600 MPa以上3%以上クランクシャフト・ギアハウジング
FCD800-2800 MPa以上2%以上差動装置ケース・建設機械部品

4. 用途別の使い分け

工作機械ベッド・コラム → FC250

振動減衰能がFCDの5〜10倍。切削加工中の振動をベッドが吸収することで加工精度が向上する。FCDに変えると振動が増えて面粗さが悪化することがある。軽量化より制振性優先のため鋳鉄が使われ続けている。

自動車エンジンブロック → FC250またはFCG

シリンダーボア周りは熱伝導率と被削性が重要。FCは熱伝導率が高く被削性も良好。ただし近年は軽量化のためアルミ合金製が増加。大型ディーゼルエンジンにはFCGが採用される例が増えている（FCより強度高く、FCDより振動減衰性高い）。

クランクシャフト・ギア → FCD600〜800

繰り返し曲げ・ねじり荷重を受ける。伸びが必要で脆性破断を避けたい。FCD600以上の球状黒鉛鋳鉄が選ばれる。鍛造品より安価に製造できるため中型エンジンのクランクシャフトに広く採用。

排水管・マンホール蓋 → FCD450

JIS G 5526（ダクタイル鋳鉄管）で規定。高い伸びと靭性でFC管より衝撃に強い。埋設配管や蓋類の延性が必要な用途に標準材として使われる。

5. トラブル事例

FCDに変更した工作機械ベッドで加工精度が悪化した
状況コスト削減と強度向上を目的にFC250のベッドをFCD600に変更したところ、加工面粗さが悪化し表面粗さRa0.8μm以下が達成できなくなった。
原因FCDはFCに比べて振動減衰能が大幅に低い。切削時の振動がベッドに吸収されず機械振動として残り、工具のびびりが増加して加工精度が低下した。「強度が上がれば精度も上がる」という思い込みが誤りだった。
対策工作機械のベッド・コラムには振動減衰能が高いFC材を継続使用する。強度向上が必要な場合はFC300への変更や、ベッド形状（リブ構造）の見直しで剛性を上げる方向で対応する。

まとめ

  • FC（ねずみ鋳鉄）は黒鉛がフレーク状で振動減衰能が高い。工作機械ベッド・シリンダーブロックに最適だが引張強さは低く伸びはほぼ0%の脆性材料。
  • FCD（球状黒鉛鋳鉄）はMg処理で黒鉛を球状化し、高強度（〜800MPa）・高延性（〜22%）を実現。クランクシャフト・ギア・排水管・建設機械部品に広く使われる。
  • FCG（CV黒鉛鋳鉄）は強度・熱伝導率・振動減衰能のバランスに優れ、大型ディーゼルエンジンブロックや排気マニホールドに採用が増えている。
  • 工作機械ベッドをFCDに変更すると振動減衰能が低下して加工精度が悪化する。強度だけで選定しないこと。
  • 自動車部品では「エンジンブロックはFCまたはFCG」「クランクシャフトはFCD600以上」という使い分けが基本。

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