概論

現在のJISハンドブックの『鉄鋼』は、分厚い2冊の分冊になっています。
その中の『どの鋼種』を使って、『どんな製品』をつくるかを考えるとき、JISハンドブックを開いても、ほとんど目的を達しないでしょう。これは、一般論で鉄鋼材料を説明しても、一般知識となるだけで、シンプルで有効なアドバイスにはならないので、ここでは、思い切った説明の仕方をこころみます。

当社の熱処理依頼品をみると、ほとんど対象製品に対して同じような鋼種系統が使用されていることに気づきます。当社の熱処理品のほとんどが「全体焼入」をする鋼製品で、高周波焼入れや浸炭焼入れ用の鋼種は極少数ですし、巨大な構造物も扱っていませんし、ネジや特定部品などの数物（大量の製品）の熱処理もほとんど扱っておらずに、大半は金型や工具、機械部品の「一般熱処理」が中心です。この雑多なものを対象にしても、使われる鋼種が限られています。
つまり、使われている鋼種は、広く流通しているものは限られているのでしょう。

工具や機械部品と使用するためには、「硬さ」が大きな要素であり、硬さは、その他の機械的性質との相関関係がいろいろ実証されていることから、広く使われる鋼種とその硬さをキーワードにして分類して鋼種を説明していきます。


流通している鋼種

当社の熱処理品では、さきに述べたように、比較的少ない鋼種しか見られません。
しかし、国内メーカーだけをとってみても、各社各様に様々な鋼種を販売しています。
製品加工用の鋼種は素材として供給されるものだけでも、JIS規格で規定されるものだけでなく、自社規格製品や、それを2次加工したものを含めると、有限とはいえ、かなりな数にのぼります。　それらを網羅すべく、鋼種辞典などが販売されていますが、すべて掲載さてていない状況です。

現実には、流通している鋼種は、「＊＊メーカーの＋＋」というように、そう多くはないので、これから、なにか鋼種を考えるのであれば、流通している鋼種を基本に考えていけばいいということになるでしょう。

流通している系列を見ると、丸材と板材で流通している鋼種が微妙に異なっていますし、取扱量で、どこでも販売してもらえない場合が多いので、小口品を初めて購入する場合には、インターネットを利用するのがいいではないでしょうか。


一番のポイントは熱処理後の「硬さ」

品物の熱処理を考えるとき、まず、材料の強さを考えるでしょう。
「強さ」は外力を加えたときに、変形しないということを示す指標ですが、一般には、圧縮強さ≒引張強さ≒硬さ　という相関関係があり、この関係は、既知のもので、非破壊で測定できる「硬さ」を測定することで評価するのが一般的です。

この硬さは、耐摩耗性と関係しますし、「表面近くの硬さ」と「硬さ勾配があるかどうか」を考える必要があります。「最高焼入れ硬さ」「焼入れ深さ」という見方でもいいでしょう。

全体的に変形してはいけない場合は、硬さ勾配がないほうがいいでしょうし、外力に耐えるためには、変形を受けても破壊しない指標が加わります。強靱性は「抗折試験」「衝撃試験」などで評価されます。
しかし、耐摩耗性と強靭性は相対する性質で、一方が高くなると、他方は低くなるという関係にあります。

表面近くの硬さは、焼入の際にはC量（炭素含有量）に、硬さ勾配は、焼入れ性が関係します。もちろん、品物の大きさが最も影響を受けます。

一般的には、機械部品などでは、コストパフォーマンスが求められますが、金型や工具（例えば刃物など）は、鋼材価格より性能を重視されるということもあります。自然の原理としては、「良いものは高価」ということになります。


機械部品での一般的な硬さと使用鋼種

耐熱性、不銹性、低温じん性などのように、特定の優位さを求める場合は別にして、機械部品などでは、流通している鋼種と熱処理硬さは標準的には次のようになっています。
よく使われるHRC（ロックウェルかたさ）とJIS鋼種名で表示しています。


HRCの目安  よく使われる鋼種 
 20  S50C
 30  SCM440
 40  SNCM447
 45  SKT4
 50  SKD61
 60  SKD11

上表は、通常使われる程度の板材や角材で、内部まで硬さが同じ程度になる目安を基準に書いていますが、丸材では、上から順に、S45C　SCM435　SNCM439　SUJ2　などが比較的流通しているようです。購入されるときに、鋼材屋さんに相談することをおすすめします。

ここでは、硬さとよく使用される材料例を示しているだけのもので、刃物　工具等、過酷な条件で使う主要品についてはそれ以外の特性を考える必要があります。


＜索引を見る＞　＜このページの上へ＞　＜サイトマップへ＞