鋼とは何ですか？-特性、用途|鋼の種類

鋼とは何ですか？

鋼は、他の形態の鉄と比較して強度と耐破壊性を向上させるために、通常、炭素の10分の数パーセントを含む鉄で構成された合金です。他の多くの要素が存在または追加される場合があります。耐食性と耐酸化性のあるステンレス鋼には、通常、追加の11％クロムが必要です。

鋼は引張強度が高く、コストが低いため、建物、インフラストラクチャ、工具、船、電車、自動車、機械、電化製品、武器に使用されています。鉄は鋼の卑金属です。

温度に応じて、体の中心が立方体と面の中心が立方体の2つの結晶形（同素体）をとることができます。鉄の同素体と合金元素である一次炭素との相互作用により、鋼と鋳鉄にさまざまな独自の特性が与えられます。

純鉄では、結晶構造は鉄原子が互いにすり抜ける抵抗が比較的少ないため、純鉄は非常に延性があるか、柔らかく、簡単に形成されます。鋼では、少量の炭素、その他の元素、および鉄内の介在物が、転位の移動を防ぐ硬化剤として機能します。

鋼はいつ発明されましたか？

鋼の最も初期の既知の生産は、アナトリア（カマン・カレホユク）の遺跡から発掘された鉄器の破片に見られ、紀元前1800年にさかのぼる約4、000年前のものです。ホレスはイベリア半島のファルカタなどの鋼の武器を識別しますが、ノリックの鋼はローマ軍によって使用されました。

鋼は金属ですか？

鋼は合金であるため、純粋な元素ではなく、直接的な結果として、実際には金属ではありません。代わりに、それは実際には金属の変形です。鋼は金属である鉄で構成されていますが、その化学的構成に含まれる非金属炭素は、純粋な金属ではないことを意味するため、1つに分類することはできません。

だから、あなたはそれを持っています。 鋼は金属ではありません 。

鋼の組成

鋼は鉄と炭素の合金であり、炭素含有量は最大2パーセントの範囲です（炭素含有量が高いほど、材料は鋳鉄と定義されます）。世界のインフラや産業を構築するために最も広く使用されている材料であり、ミシン針から石油タンカーまであらゆるものの製造に使用されています。さらに、そのような物品を製造および製造するために必要な工具も鋼でできています。

鋼は、2％未満の炭素と1％のマンガン、および少量のシリコン、リン、硫黄、および酸素を含む鉄と炭素の合金です。鉄鋼は、世界で最も重要なエンジニアリングおよび建設資材です。

それは私たちの生活のあらゆる面で使用されています。車や建設製品、冷蔵庫や洗濯機、貨物船、外科用メスに使用されています。

鋼の特性

鋼には、硬度、靭性、引張強度、降伏強度、伸び、疲労強度、腐食、塑性、展性、クリープなど、さまざまな特性があります。

耐摩耗性および耐摩耗性鋼で最も重要な特性は次のとおりです。

硬度摩擦や摩耗に耐える材料の能力です。口語での強度と靭性と同じ意味かもしれませんが、これは金属特性の文脈での強度と靭性とは大きく異なることに注意してください。
タフネス 定義するのは難しいですが、一般的には破砕や破砕なしにエネルギーを吸収する能力です。また、応力がかかったときの材料の破壊に対する抵抗としても定義されます。通常、フィートポンドで測定されます。 1平方インチあたりまたは1平方センチメートルあたりのジュール。これを硬度と区別することが重要です。これは、破損することなく激しく変形し、非常に頑丈であると見なされる可能性があるが、硬くない材料であるためです。
YEILD 強度は、材料の変形（つまり、曲げや反り）を開始するために必要な力の測定値です。
テンシル 強度は、材料を破壊するのに必要な力の測定値です。
延長（または延性）は、材料が破損する前に伸ばすまたは圧縮できる「程度」です。これは、テストされる長さのパーセントとして表され、引張強度と降伏強度の間にあります（つまり、材料が破損する前に何パーセント曲がるか）。

鋼の基本的な物性

鋼の密度は7,850kg/ m3で、水の密度の7.85倍になります。その融点は1,510℃で、ほとんどの金属よりも高くなっています。ちなみに、青銅の融点は1,040℃、銅の融点は1,083℃、鋳鉄の融点は1,300℃、ニッケルの融点は1,453℃です。しかし、タングステンは焼け付くような3,410℃で溶けます。これは驚くべきことではありません。この要素は電球フィラメントに使用されているためです。

20°Cでの鋼の線膨張係数（摂氏1メートルあたりのμm）は11.1であるため、銅（16.7）、スズ（21.4）、鉛（16.7）、鉛（21.4）などよりも、温度変化によるサイズの変化に対する耐性が高くなります。 29.1）。

鋼は何でできていますか？

鋼は鉄と炭素の合金でできており、炭素含有量は最大2％です（炭素含有量が多いほど、材料は鋳鉄と定義されます）。

鉄鋼の主要な元素成分である鉄は、地球の地殻で最も豊富な元素の1つです。すべての合金鋼は主に鉄であり、0.002〜2.1重量％の炭素です。この範囲では、鉄との炭素結合が強力な分子構造を作成します。結果として得られる格子微細構造は、引張強度や硬度など、鋼で信頼されている特定の材料特性を実現するのに役立ちます。

すべての鋼は鉄と炭素でできていますが、鋼の種類が異なれば、各元素の割合も異なります。鋼には、ニッケル、モリブデン、マンガン、チタン、ホウ素、コバルト、バナジウムなどの他の元素も含まれます。鋼合金の「レシピ」にさまざまな要素を追加すると、その材料特性に影響します。鋼の製造と処理の方法は、これらの能力をさらに高めます。

鋼合金の注目すべきグループの1つにクロムが含まれています。このような合金はすべて、一般にステンレス鋼として知られています。

鋼の融点とは何ですか？

鋼の融点は2500-2800°Fまたは1371-1540°Cの範囲です。なぜ範囲？なぜ温度計の1点だけではないのですか？鉄などの純金属とは異なり、鋼は合金です。

それはあなたが話している鋼の合金に依存します。合金という用語は、最近、特に自転車に乗る人の間では、ほとんどの場合誤って使用されています。彼らはこの用語をアルミニウムを意味するために使用します。合金という用語が実際に意味するのは、金属の混合物、あらゆる種類の金属です。今日使用されているほとんどすべての金属は混合物であるため、合金です。

ほとんどの鋼には、強度、耐食性、製造のしやすさなど、その特性を調整するために他の金属が追加されています。鋼は、炭素の量を制御するために処理された元素鉄にすぎません。地面から出た鉄は、約1510°C（2750°F）で溶けます。鋼はしばしば摂氏1370度（2500°F）で溶けます。

炭素鋼の融点はどれくらいですか？

鋼の融点は2500-2800°Fまたは1371-1540°Cの範囲です。なぜ範囲？温度計の1点だけではないのはなぜですか？

鉄などの純金属とは異なり、鋼は合金です。純金属には、融点である正確な温度があります。ただし、合金には、融点が異なる複数の元素が含まれています。したがって、合金は一定の温度で溶融または凍結しません。

鋼は鉄と炭素の合金です。ステンレス鋼はまた、その合金にクロムと通常ニッケルおよび他の元素を含みます。新しい元素を追加するたびに、全体的な融点が下がります。これは融点降下と呼ばれます。

ステンレス鋼の融点はどれくらいですか？

ステンレス鋼の融点は、2550〜2790°Fまたは1400〜1530°Cの間にあります。

特定の種類のステンレス鋼の融点は、その正確な化学組成に依存します。各元素は、方程式に独自の融点をもたらします。ステンレス鋼を構成する主要な元素は、鉄、クロム、ニッケルです。

純鉄の融点は1535°C、クロムは1890°C、ニッケルは1453°Cです。これらの数値をステンレス鋼の1400〜1530°Cの範囲と比較してください。

ステンレス鋼の各グレードには、わずかに異なる元素の組み合わせがあります。したがって、正確な融点はグレードによって異なります。

融点はグレードによってどのように異なりますか？

ステンレス鋼には5つのファミリーと150以上のグレードがあります。ただし、これらのグレードのうち一般的に使用されているのは15のみです。

ステンレス鋼の最も人気のある2つのグレードは304と316です。どちらのグレードもオーステナイト系ステンレス鋼ファミリーの一部であり、製造されるステンレス鋼の約3分の2が含まれています。オーステナイト系ステンレス鋼は、面心立方結晶構造を特徴としており、極低温から融点までのすべての温度で一定に保たれます。

ステンレス鋼の融点は、グレード316鋼の最低1375°Cからグレード430の最高1510°Cまでさまざまです。最も一般的なグレードの304の融点は、1400〜1450°Cです。

さまざまな鋼の種類

鋼の4つの主要なタイプ：

炭素鋼
合金鋼
ステンレス鋼
工具鋼

1。炭素鋼

炭素鋼はくすんでいてつや消しのように見え、腐食しやすいことが知られています。全体として、これには3つのサブタイプがあります。低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼で、低炭素鋼は約.30％、中炭素鋼は.60％、高炭素鋼は1.5％です。

名前自体は、実際には、他の合金元素が非常に少量含まれているという現実に由来しています。それらは非常に強力であるため、ナイフ、高圧ワイヤー、自動車部品、およびその他の同様のアイテムの製造によく使用されます。

最大2％の炭素を含む鋼
「合金鋼」として分類される元素を標準量含まない鋼（コバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロムなど）

また、「炭素鋼」という用語は、銅が0.4％未満の鋼や、マグネシウムと銅の含有量が特定の鋼に適用されますが、これらの定義は業界間で争われています。この目的のために、最初の2つの定義について話します。

炭素鋼の種類

炭素鋼の分類には、低、中、高の3つの方法があります

低炭素鋼。 低炭素鋼（または「軟炭素鋼」または「普通炭素鋼」）とは、最大0.30％の炭素含有量を持つ炭素鋼を指します。これは、金属市場で群を抜いて最も一般的なタイプの鋼です。これにはいくつかの理由があります。手始めに、低炭素鋼は比較的安価です。また、炭素含有量が中高鋼よりも低いため、低炭素鋼は成形が容易であり、構造用梁など、引張強度がすぐに問題にならない用途に最適です。
中炭素鋼。 中炭素鋼とは、0.31％から0.60％の炭素含有量と0.31％から1.60％のマグネシウムを含む炭素鋼を指します。中炭素鋼の最大の利点の1つは、その強度です。ただし、これにはいくつかのトレードオフが伴います。中炭素鋼は延性と靭性が低く、成形と溶接がより困難になります。
高炭素鋼。 高炭素鋼とは、0.61％から1.50％の炭素含有量と0.31から0.90のマグネシウムを含む炭素鋼を指します。硬度と靭性に関しては、高炭素鋼が最適な炭素鋼です。ただし、これにはトレードオフが伴います。高炭素鋼を溶接、切断、または成形することは非常に困難です。

2。合金鋼

次のタイプの鋼は合金鋼です。これらは、炭素鋼とさまざまな合金元素を組み合わせて、各鋼に固有の特性を提供することによって作られています。非常に幅広い合金鋼がありますが、最も一般的なものには、クロム、コバルト、モリブデン、ニッケル、タングステン、バナジウムなどがあります。

合金鋼の信じられないほどの多様性のために、合金元素を使用してほぼすべての可能な特性を備えた鋼を作成することができます。そうは言っても、これらの鋼のいくつかは比較的高価です。

これらは腐食に対してより耐性がある傾向があり、一部の自動車部品、パイプライン、船体、および機械プロジェクトに好まれています。この場合、強度は含まれる元素の濃度に依存します。

3。工具鋼

工具鋼は、硬く、耐熱性と耐擦傷性の両方があることで有名です。この名前は、ハンマーなどの金属製の工具を作るために非常に一般的に使用されているという事実に由来しています。

これらは、穴あけなどの工具作業に使用される鋼です。通常、モリブデン、バナジウム、タングステン、コバルトで構成されているツーリングスチールは、耐熱性、耐久性、強度があります。

工具鋼には6つのグレードがあります：

空気硬化
水硬化
Dタイプ
熱間加工
耐衝撃タイプ
油硬化

4。ステンレス鋼

最後になりましたが、ステンレス鋼はおそらく市場で最もよく知られているタイプです。このタイプは光沢があり、一般的に主要な合金元素であるクロムが約10〜20％含まれています。

この組み合わせにより、鋼は耐食性があり、さまざまな形状に非常に簡単に成形できます。ステンレス鋼は、操作が簡単で、柔軟性があり、品質が高いため、外科用機器、家庭用アプリケーション、銀製品に使用でき、商業/工業用建物の外装材としても実装できます。

詳細： ステンレス鋼とは何ですか？

鋼の使用

鉄鋼は、道路、鉄道、その他のインフラストラクチャ、電化製品、および建物の建設に広く使用されています。スタジアムや超高層ビル、橋、空港など、ほとんどの大型の近代的な構造物は、鋼の骨格で支えられています。コンクリート構造のものでも、補強には鋼を使用しています。

いくつかの鋼の使用 以下に示します：

鋼は環境に優しく、持続可能なものです。優れた耐久性を備えています。
他の材料と比較して、鋼は軽量の鋼構造を製造するために必要なエネルギー量が少なくて済みます。
鉄鋼は、非常に簡単にリサイクルできる世界で最もリサイクルされた材料です。その独自の磁気特性により、ストリームから簡単に回収してリサイクルすることができます。
鋼はさまざまな形に設計することができます。武器の製造に使用される鉄よりも優れた形状とエッジを提供します。
エンジニアリング鋼は、一般的なエンジニアリングおよび製造部門に使用されます。
鉄鋼は自動車産業で非常に使用されています。車体、ドア、エンジン、サスペンション、インテリアにはさまざまな種類の鋼が使用されています。車の平均50％は鋼でできています。
鉄鋼はCO2排出量を削減します。
すべてのタイプのエネルギー部門は、インフラストラクチャと資源の抽出のために鉄鋼を必要としています。
ステンレス鋼は、オフショアプラットフォームとパイプラインの製造に使用されます。
鋼は、商品を梱包し、水、空気、および光にさらされないように保護するために使用されます。
冷蔵庫、テレビ、オーブン、流し台などの家電製品のほとんどは鋼でできています。
鉄鋼は、農用車両や機械などの工業製品の生産に使用されます。
カトラリー素材としてステンレス鋼を使用しています。
その容易な溶接能力と魅力的な仕上げのために、鋼は現代建築の顕著な特徴になりました。
ステンレス鋼は衛生的な環境を提供します。そのため、外科用インプラントに使用されています。
鋼は、大きなシートを作るために使用されるより広い温度範囲を持っています。
太陽光、水力、風力などの再生可能エネルギー資源は、ステンレス鋼のコンポーネントを使用しています。
建物の建設には軟鋼が使用されます。また、非常に人気のあるビルディングフレーム素材です。

よくある質問。

鋼とは何ですか？

鋼は、鉄と比較して強度と耐破壊性を向上させるために、通常は数パーセントの炭素を含む鉄の合金です。他の多くの要素が存在または追加される場合があります。耐食性と耐酸化性のあるステンレス鋼には、通常、追加の11％クロムが必要です。

鋼は何でできていますか？

鉄と炭素の合金で、炭素含有量が最大2％の鋼（炭素含有量が多いほど、材料は鋳鉄と定義されます）。

鋼の融点はどれくらいですか？

鋼の融点は2500-2800°Fまたは1371-1540°Cの範囲です。なぜ範囲？なぜ温度計の1点だけではないのですか？鉄などの純金属とは異なり、鋼は合金です。

鋼組成とは何ですか？

鋼は、2％未満の炭素と1％のマンガン、および少量のシリコン、リン、硫黄、および酸素を含む鉄と炭素の合金です。鉄鋼は世界で最も重要なエンジニアリングおよび建設資材です。

鋼の特性は何ですか？

鋼には、硬度、靭性、引張強度、降伏強度、伸び、疲労強度、腐食、塑性、展性、クリープなど、さまざまな特性があります。

鋼の種類は何ですか？

鋼の4つの主なタイプ：

炭素鋼。 炭素鋼はくすんでいてつや消しのように見え、腐食しやすいことが知られています。
合金鋼。 次は合金鋼です。これは、ニッケル、銅、アルミニウムなど、いくつかの異なる金属の混合物です。
工具鋼。
ステンレス鋼。

どの鋼が使用されていますか？

鉄鋼は、世界で最も重要なエンジニアリングおよび建設資材です。それは私たちの生活のあらゆる面で使用されています。車や建設製品、冷蔵庫や洗濯機、貨物船、外科用メスに使用されています。財産を失うことなく、何度も何度もリサイクルすることができます。

鋼は金属ですか？

なぜそれは鋼と呼ばれるのですか？

鋼という名詞は、ゲルマン祖語の形容詞stakhlijanに由来します。これは、英語の対応するものに翻訳すると、「鋼でできている」を意味します。これは、「速く立つ」を意味するstakhlaという用語にも関連しています。 stakhlaという言葉の語源は、「立つ、置く、またはしっかりする」という意味のstakです。

鋼を発明したのは誰ですか？

第二次産業革命の最も重要な発明家の1人であるヘンリーベッセマーは、鉄、鋼、ガラスの分野で100を超える他の発明も行いました。

鋼は鉱物ですか？

鉄鋼は人が作る合金なので鉱物ではありません。「無機」とは、その物質が生物によって作られたものではないことを意味します。

なぜ鋼がそれほど重要なのですか？

鉄鋼業は米国経済にとって重要です。鉄鋼は、製造、建設、輸送、およびさまざまな消費者製品の多くの要素に最適な材料です。鋼はその強度で伝統的に評価されてきましたが、最もリサイクルされた材料にもなりました。

私たちの日常生活における鉄鋼の重要性は何ですか？

鉄鋼は私たちの生活、私たちが運転する車、私たちが働く建物、私たちが住む家、そしてその間の無数の他の側面に大きな影響を与えてきました。鉄鋼は、電力線の塔、天然ガスのパイプライン、工作機械、軍用兵器など、私たちの電力に使用されています。リストは無限です。

鋼は良い材料ですか？

鋼は不燃性で、座屈や反りに強いため、地震が発生しやすい地域に最適です。木材とは異なり、製造されているため、品質と強度が均一です。さらに、標準強度の点で鋼を他の建設資材よりも先に保つ進歩が続けられています。

鋼の方が良いですか、それとも鉄ですか？

鉄の特性。鋼は鉄よりも強く（降伏および極限引張強さ）、多くの種類の鉄よりも強靭です（多くの場合、破壊靭性として測定されます）。最も一般的なタイプの鋼の添加量は未満です。重量で5％の炭素。

鉄と鋼の違いは何ですか？

鉄と鋼の主な違いは、前者が金属であるのに対し、後者は合金であるということです。鉄は、地球上で自然に発生する金属元素です。それに比べて、鋼は鉄と炭素を混ぜ合わせて作られた人工合金です。

鋼の強度はどれくらいですか？

炭素鋼の平均引張強度と降伏強度は、鋼の炭素含有量やその他の製造要因によって大きく異なります。低炭素軟鋼であるAISI1020鋼の降伏強度は、47,900 psiで、引張強度は65,300psiです。

どの国が鉄鋼を発明しましたか？

インドは最初の真の鋼を生産するでしょう。紀元前400年頃、インドの金属労働者は、たまたま完全な量の炭素を鉄に結合させる製錬法を発明しました。鍵は、溶融金属用の粘土容器、るつぼでした。

鋼はどこにありますか？

最も基本的に、鋼は非常に高い温度（2600°F以上）で炭素と鉄を混合することによって作られます。一次製鋼は「銑鉄」と呼ばれる製品から鋼を作ります。銑鉄は鉱石からの製錬鉄であり、鉄鋼よりも多くの炭素を含んでいます。

鋼は岩と見なされますか？

すべての鉱石は鉱物ですが、すべての鉱物は鉱石ではありません。鉄鉱石は赤鉄鉱、磁鉄鉱です。鉱石から不純物を取り除くことで、鉄鋼が得られます。鋼は鉄と炭素の合金であり、多くの場合他のいくつかの元素であるため、鋼合金は通常、天然の岩石には存在しません。

鋼はどのように自然に作られていますか？

鋼は、基本的な酸素変換器で炭素の一部を除去し、マンガン、クロム、銅、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、バナジウムなどのいくつかの合金元素を追加することにより、豚鉄から製造されます。鉄鋼も電気アーク炉で鉄スクラップをリサイクルして作られています。

鋼のユニークな点は何ですか？

鋼は最も純粋な形の鉄の約1,000倍の強度があり、強度を失うことなくリサイクルできます。鉄鋼は、太陽光、水力、風力などの再生可能エネルギーの供給に使用される主な材料です。

製鋼は社会にどのような利益をもたらしますか？

低排出量。当然のことながら、エネルギー効率とは、鉄鋼が全体的なCO2排出量を削減することにより、低炭素の未来に積極的に貢献することを意味します。それは、強力で持続可能な社会を構築する上で中心的な役割を果たします。さらに、「グリーン化」にはビジネス上のインセンティブがあります。会社にとって優れたPRであり、税額控除もあります。