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■ 鋼材の種類について


 鉄鋼材料の選択のしかたは、設計者にとって重要な聞題です。鋼の種類は千差万別です。 H形鋼、I形鋼、溝形鋼、山形鋼などの鋼材の種類を、どういう目的で選択するのかを検討します。日本工業規格、JISの鉄鋼製品の分類方法に沿って、H形鋼、I形鋼、溝形鋼、山形鋼などの鉄鋼製品をみると、鋼には大きく分けて普通鋼と特殊鋼があります。特殊鋼はさらに3つに分類されています。合金鋼と工具鋼と特殊用途鋼です。普通鋼と特殊鋼は用途が違うだけではなく、合金成分の入れ方や製造時の処理方法が大きく異なります。

 普通鋼では、H形鋼、I形鋼、溝形鋼、山形鋼などの鋼材として、土木建築用の強度部材などに使われる強度を保証したSS材、一般構造用圧延鋼材が大量に製造されています。SM材、溶接構造用圧延鋼材は溶接船体用鋼板や建築鋼材など、溶接影響部の靭性を保証する鋼板として使います。SB材、ボイラーおよび圧力容器用鋼板は、CrやMoなどを添加した高温強度に優れた鋼板です。SPC材、冷間圧延鋼板および鋼帯は、SPH、熱間圧延鋼板および鋼帯、を原板として冷間圧延を行った鋼板です。用途は非常に広く、そのまま用いるだけではなくメッキ鋼板の原板にもなります。自動車と家電製品が主な用途です。

 合金鋼は、文字どおり合金を添加した構造用鋼材です。炭素を添加したS-C材、機械構造用炭素鋼は、S45Cなどと、炭素濃度を間に挟んで記述します。この他の合金鋼では、含有元素と濃度が一目でわかるような記号体系で記述されています。例えばSCM412は、Cr、記号 Cと、Mo、記号Mをそれぞれ規定量、記号4含有しており、代表炭素量はO.12%です、ということです。

 工具鋼は、硬くて磨耗が少なく、かつ粘っこい性質が必要です。このため大量の炭素を入れます。SK材、炭素工具鋼鋼材は単純に炭素量を増やしたもので、焼なましで炭化物を球状化処理したあと焼入れ、焼もどしを経て製造します。工具鋼も用途によってはさまざまな要求特性を満足するものが必要です。H形鋼、I形鋼、溝形鋼、山形鋼などは切削性を重視して、CrやWやVなど硬い炭化物を作る元素を添加したSKS材、切削工具用合金工具鋼鋼材があります。また、熱間金型用のSKD材、ダイス用や鍛造用型鋼のSKT材、鍛造用などがあります。そして、有名なSKH材、高速度工具鋼鋼材があります。硬くて粘いだけではなく切削熱にも強い特徴があります。SKH材にはタングステン系とモリブデン系があります。SKH材の発明当初はW系でしたが、Wが主に中国でしか採掘できないため、Moを産出するアメリカが中心になってWを減らしたMo系を作りました。
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