熱処理用語　特殊鋼

特殊鋼　　　　　　　　　［t21］

鉄鋼の製造分類では、下図のように分類されます。　この「鉄」は「鋼」を作る元になるものですから、JISでいう「鋼」の「特殊鋼」は、普通鋼（SS400など）や鋳・鍛鋼ではないもの・・・です。

「鋼」の製造割合は、統計的には、普通鋼が約8割をしめています。　この鋳鉄材料として使用されるものは全体量からは少ないので、いろいろな鋼種のある特殊鋼は全体製造量の2割程度の量しか製造されていないのです。

8割を占める普通鋼のほとんどは、橋梁鉄骨や軟鋼板で、製品として出荷されたあとは、このHPにある焼入焼戻しなどの熱処理をしない低炭素鋼ですので、熱処理が関係するのは残りの2割程度の「特殊鋼」ということになります。

イメージを持っていただくために概算の数字で表すと、日本では毎年、1億トン弱の鉄鋼生産があるので、毎年2000万トンの特殊鋼が製造されていることになります。

ところが、下の表に示すように、特殊鋼には様々な鋼種があり、一番右側の鋼種名には、かんたんに書き表せないほど、たくさんの鋼種があります。

特殊鋼簡易分類表　第一鋼業

すなわち、たとえ鋼種名がついていても、生産量は微々たるものである可能性が高いといえます。

概算では、全量が2割の特殊鋼の内訳は、2000万トンの半量がS40CやSCM435などの機械構造用鋼で、金型部品などに使われる工具鋼は全体の約0.2％（20万トン）ですし、切削工具用に使われる高速度鋼（ハイスと呼ばれています）は全体量の0.004％（4000トン）という年間の数字です。

　筆者作成

このHPで、色々な熱処理について紹介しているのですが、個々の鋼種について紹介しようとすると大変だ・・・というのは、なんとなくわかっていただけると思います。

それでも、そのような少量の工具鋼に対する熱処理は非常に重要だ・・・ということです。

なぜこんなにたくさんの鋼種があるのか・・・と疑問に思われたことはありませんか？

これをきっちり説明して理解していただくのは難しいのですが、ここでは、イメージを感じていただけるように簡単に紹介します。

5mmぐらいの丸棒を考えてください。　鉄鋼は、熱処理をすることで、簡単に手で曲げられる状態から、コンクリート釘のように、硬いところに打ち込める物などに変化します。

この性質・特性は他の金属には見られません。

この性質は、鋼中の炭素量によって決まります。　鋼の炭素量の最大は2％ですが、焼入焼戻しをして、硬さを調節するには相応の炭素量がないとその操作ができません。

ただ困ったことに、炭素量を増やしても、品物が少し大きくなると、焼入れしても硬くなりにくくなりますし、硬い部分は品物のごく表面しか硬くなってくれません。

合金には、①焼入れ性を高めるもの（Mn　Crなど）　②耐摩耗性を高めるもの（Cr　Si　Vなど）　③耐熱性、耐酸化性などを高めるもの（Cr　Mo　Wなど）　・・・　などがあります。

例えば、品物が大きくても十分な硬さはほしいのであれば、MnやCrの含有量を上げればいいのです。

しかし、何かの特性をあげるための合金元素は、適量でないと効果が出せません。　さらに、適量でないと、その他の性質を阻害します。

・・・　こういうことで、最適な製品になる鋼種が自由に選べるように・・・という理由から、自然にたくさんの鋼種が作られます。　これが、たくさんの鋼種がある理由です。

その中から、目的に合った適材をどのように選ぶのがいいのか・・・ですが、それも難しい問題ですが、JISではそれを上の表のように「用途別」に分類していますので、それを目安に選ぶといいことになります。

ただ、年間生産量のところで触れましたが、全ての鋼種が作られていませんし、鋼材サイズもまちまちなので、入手する場合の問題もあることを知っておいてください。

（来歴）R2.2　見直し　　　R2.4　CSS変更　　　最終確認R6.1月