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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、特殊鋼は全体製造量の2割程度の量が製造されていると考えていいでしょう。

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割の「特殊鋼」になります。

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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、鋼種名があっても、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。

オールマイティーな鋼種はありません

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。

鉄鋼の強みは「強さ」

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。

それを補うのが「合金成分」

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。



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