合金元素 (ごうきんげんそ)      [k51]

【用語の意味】
高温の液体状態で溶けて、鋼中に固溶するか炭化物などの化合物を形成する元素。Cr・Moなどの多くの元素はレアメタルに分類され、強度や焼入れ性などを改善するが、含有量は鋼の価格に影響する。
【補足説明】

鉄鋼のミルシートや化学成分表をを見ると、C Si Mn・・・等の元素が記載されている。通常、焼入れ性や強度など、何かの特性を高めるために加えられるが、反面、それが多すぎると(快削鋼などで特定の要素を増大するためのものを除き)特性を低下させるので、多ければいいというものではない。

含有量が多いと性能を劣化させるものもミルシートには掲載されている。たとえば、P(リン)、S(硫黄)、Cu(銅)などがあり、これらの非金属介在物となる元素(Ca、Mg、Alなど)についても記載されている。合金元素を加えることでの長所に目を向けられるのが普通なので、通常は、C Si Mn Ni Cr Mo W Vなどをさす場合が多い。

これらの特性(長所)項目を見ると、工具鋼などでは、

1)焼入れ性が向上する: Mn Cr Niなど
2)耐摩耗性が向上する:Cr W Mo Vなど
3)耐食性・耐熱性が向上する:、Cr Ni W  Moなど
4)じん性が向上する:Ni Cr Mo など
5)強さが向上する:Cr Mn Moなど

があり、合金元素の多くはレアメタルと呼ばれる希少資源である。近年は製鋼技術が向上したこともあって、高価な合金元素の使用量を減らす操作も可能で、成分範囲の中央値を狙うのではなく、下限を狙って鋼材価格の上昇を軽減する操作なども行われている。

鉄鋼の化学成分は「重量%」で表記されている。そして、これらの元素の多くは化合し、固溶体として溶け込んでいるので、何よりも炭素量との関係が重要になる。



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