合金鋼とは?

鋼は建設、製造、エンジニアリングなどで使用される一般的で用途の広い材料です。この記事では、合金鋼について説明します。鋼は、炭素、ステンレス、工具、合金の 4 つのカテゴリに大きく分類されます。技術的に言えば、すべての鋼は鉄と炭素を組み合わせて作成されるため合金ですが、正式に「合金鋼」と指定するには、これらの 2 つに加えて、1 つまたは複数の他の元素を含む必要があります。合金鋼を作成する理由は、強度、加工性、耐食性など、金属の機械的または物理的特性を改善することです。

鋼は通常、高合金と低合金の 2 つの主なカテゴリに分類されます。一般に、低合金鋼には最大 8% の合金元素が含まれており、8% を超えるものは高合金のカテゴリに分類されます。

鋼の一般的な合金元素

完全なリストではありませんが、これらは鋼の合金化に使用される最も一般的な元素の一部です.過去 20 年間だけで、すべての鋼合金の約 75% が作成されたと推定され、開発が進行中です。多くの合金は、必要な機能をさらに開発するために熱処理を必要とします。このリストは、さまざまな合金材料によって影響を受ける可能性のある特性の一部を示していますが、ほとんどの合金には、特定の目的の効果を生み出すために 2 つ以上の元素が含まれています。典型的な例はクロム-モリブデン合金の 4100 シリーズで、構造プロジェクトから軍用装備まで幅広く使用されています。

アルミニウム

アルミニウムは比較的少量しか使用されていないため、堅牢で軽量な金属であり、優れた耐食性を備えていますが、割合によっては、脆さが増し、耐衝撃性が低下する可能性があります.

クロム

合金中のわずかな割合のクロムは、硬度と靭性を高めることができますが、延性はいくらか失われます。クロムの比率が大きくなると、耐食性が大幅に向上します。ステンレス鋼はこのカテゴリで最もよく知られている合金で、クロム含有量は約 11% 以上です。

コバルト

コバルト合金は硬度が高く、高温でのスケーリングに対する耐性が劇的に向上しているため、工具鋼として人気があります。

シリコン

シリコンは、強度をわずかに向上させながら磁性を高め、非常に効果的な脱酸素剤として機能するために、少量 (通常は約 3%) 使用されます。これにより、変圧器、モーター、発電機などの電気用途に役立ちます。

マンガン

マンガンは延性と硬度の両方を改善し、脆性を減らし、耐摩耗性と耐衝撃性を大幅に向上させます。これらの合金は、ハンマリングや金属に応力がかかる場所での理想的な選択です。

ニッケル

別の脱酸剤であるニッケルは、より高い割合で使用すると耐食性を大幅に向上させます。また、一部の合金のように延性を損なうことなく、強度と硬度を向上させます。

タングステン

強度と硬度が向上するだけでなく、タングステン合金は主に、ほとんどの鋼よりも高い融点を備えた印象的な耐熱性のために使用されます。高温下で靭性を保持するこの能力により、高速ツールや、ドリル ビットやカッティング ブレードなどの機械部品に最適です。

バナジウム

バナジウム合金は、引張強さ、靭性、耐摩耗性、耐食性が向上した優れたオールラウンドな選択肢です。これらは、実行可能なレベルの成形性を維持するために、クロムと合金化されることがよくあります。

合金鋼の用途と用途

合金鋼は、さまざまな業界で無限の用途があります。

建設業界では、合金鋼を使用して、桁、棒、パイプ、プレート、シート、ロッド、ビームなど、さまざまな製品を製造しています。橋、高速道路のバリア、送電鉄塔、鉄道などの大規模なインフラストラクチャ プロジェクトはすべて、主にさまざまな種類の鋼材で構築されています。ステンレス鋼やその他の合金鋼は、ファスナー、ブラケット、ソケットなどの多くの固定具や付属品に使用されています。リストはほぼ無限です。

鋼合金は、ほとんどどこにでも見られますが、意外な場所にあることもあります。たとえば、チタン鋼は最近ジュエリー業界でファッショナブルな選択肢になりました。スチール合金を含むその他の製品には、多くの家庭用電化製品、調理器具、家庭用品、食品容器、医療機器、自動車、航空宇宙製品、照明など、ペーパー クリップから最新の iPhone まであります!