鋼の種類 – 鋼の分類

スチールとは何ですか?
鋼は鉄の合金であり、主要な合金元素は炭素です。ただし、この定義には例外があり、例えばIF鋼や409型フェライト系ステンレス鋼では、炭素は不純物とみなされます。

合金とは何ですか?
異なる元素を少量ずつ基本元素に混ぜると、得られる製品は基本元素の合金と呼ばれます。鉄は鋼の基本元素（主成分）であり、主要な合金元素は炭素であるため、鋼は鉄の合金です。マンガン、シリコン、ニッケル、クロム、モリブデン、バナジウム、チタン、ニオブ、アルミニウムなどの他の元素も、様々な量で添加され、様々な等級（または種類）の鋼が製造されます。

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鋼にはどのような種類がありますか?
化学組成に基づいて、鋼は4つの基本的なタイプに分類できます。
● 炭素鋼
● ステンレススチール
● 合金鋼
● 工具鋼

1. 炭素鋼：
炭素鋼は産業界で最も多く利用されている鋼であり、鉄鋼生産量の90%以上を占めています。炭素含有量に基づいて、炭素鋼はさらに3つのグループに分類されます。
● 低炭素鋼/軟鋼
● 中炭素鋼
● 高炭素鋼
炭素含有量は以下の表の通りです。

いいえ。	炭素鋼の種類	炭素の割合
1	低炭素鋼/軟鋼	最大0.25%
2	中炭素鋼	0.25%から0.60%
3	高炭素鋼	0.60%から1.5%

2. ステンレス鋼：
ステンレス鋼は、クロムを10.5%以上含む合金鋼です。ステンレス鋼は、表面に非常に薄いCr2O3層を形成することで耐食性を発揮します。この層は不動態層とも呼ばれます。クロムの量を増やすと、材料の耐食性はさらに向上します。クロムに加えて、ニッケルとモリブデンも添加され、望ましい（または改善された）特性を付与します。ステンレス鋼には、炭素、シリコン、マンガンも様々な量含まれています。

ステンレス鋼はさらに以下のように分類されます。
1. フェライト系ステンレス鋼
2. マルテンサイト系ステンレス鋼
3. オーステナイト系ステンレス鋼
4. 二相ステンレス鋼
5. 析出硬化型（PH）ステンレス鋼

● フェライト系ステンレス鋼：フェライト鋼は、体心立方結晶構造（BCC）を持つ鉄-クロム合金です。一般的に磁性があり、熱処理では硬化できませんが、冷間加工によって強度を高めることができます。
● オーステナイト系ステンレス鋼：オーステナイト鋼は最も耐食性に優れています。非磁性で熱処理は不要です。一般的に、オーステナイト鋼は溶接性に優れています。
● マルテンサイト系ステンレス鋼：マルテンサイト系ステンレス鋼は非常に強度と靭性に優れていますが、他の2つの鋼種ほど耐食性はありません。これらの鋼は、機械加工性、磁性、熱処理性に優れています。
● 二相ステンレス鋼：二相ステンレス鋼は、フェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼（フェライト＋オーステナイト）の結晶粒からなる二相組織で構成されています。二相鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼の約2倍の強度を持ちます。
● 析出硬化型（PH）ステンレス鋼：析出硬化型（PH）ステンレス鋼は、析出硬化により非常に高い強度を備えています。

3. 合金鋼
合金鋼では、溶接性、延性、機械加工性、強度、焼入れ性、耐食性などの望ましい（改善された）特性を実現するために、さまざまな割合の合金元素が使用されます。最もよく使用される合金元素とその効果は次のとおりです。
● マンガン – 強度と硬度を高め、延性と溶接性を低下させます。
● シリコン - 製鉄プロセスで使用される脱酸剤として使用されます。
● リン – 鋼の強度と硬度を高め、延性とノッチ衝撃靭性を低下させます。
● 硫黄 – 延性、ノッチ衝撃靭性、溶接性を低下させます。硫化物介在物の形で存在します。
● 銅 - 耐腐食性が向上しました。
● ニッケル - 鋼の硬化性と衝撃強度を高めます。
● モリブデン – 低合金鋼の硬化性を高め、クリープ耐性を強化します。

4. 工具鋼
工具鋼は炭素含有量が高く（0.5%～1.5%）、炭素含有量が高いほど硬度と強度が高くなります。これらの鋼は主に工具や金型の製造に使用されます。工具鋼には、耐熱性、耐摩耗性、耐久性を高めるために、タングステン、コバルト、モリブデン、バナジウムが様々な量含まれています。そのため、工具鋼は切削工具や穴あけ工具として非常に適しています。

 

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