DIN 1652-3 Cm15 冷間引抜鋼 - 切削性向上硫黄添加の高強度機械構造用鋼
DIN 1652-3規格のCm15（材料番号1.1141/1.0401変種）は、自動車産業と一般機械工学において、Ck15と同等の高い摩耗荷重と心部強度が要求される部品に使用される快削鋼です。硫黄（S）を意図的に添加することで、マンガン硫化物（MnS）析出を促進し、切削加工時のチップ分断性を向上させています。最適な適用寸法は公称径5-10mmで、最低使用温度は-25°Cです。
主な特徴
- 優れた機械加工性: 硫黄添加（0.02-0.035%）によりMnSインクルージョンが形成され、切削抵抗低減・工具寿命延長・良好な仕上げ面を実現
- Ck15相当の機械的強度: 引張強さ370-540 MPa、降伏強さ200-440 MPaを確保
- 浸炭焼入れ対応: 表面硬化による耐摩耗性向上が可能
- 冷間引抜き材: 高精度な寸法公差と良好な表面品質
- 低温靭性: -25°Cまでの使用に対応
物理的・機械的特性
一般特性
| 特性 |
温度 |
値 |
| 密度 |
20.0 °C |
7.85 g/cm³ |
機械的特性（代表値）
| 特性 |
温度 |
値 |
備考 |
| ヤング率 |
-100.0 °C |
217 GPa |
|
| 20.0 °C | 212 GPa | |
| 100.0 °C | 207 GPa | |
| 200.0 °C | 199 GPa | |
| 300.0 °C | 192 GPa | |
| 400.0 °C | 184 GPa | |
| 500.0 °C | 175 GPa | |
| 600.0 °C | 164 GPa | |
| 伸び |
20.0 °C |
6 - 12 % |
|
| ブリネル硬度 |
20.0 °C |
143 HB |
|
| ポアソン比 |
20.0 °C |
0.28 |
|
| せん断弾性率 |
23.0 °C |
82 GPa |
低炭素鋼の典型値 |
| 引張強さ |
20.0 °C |
370 - 540 MPa |
|
| 降伏強さ |
20.0 °C |
200 - 440 MPa |
|
熱的特性
| 特性 |
温度 |
値 |
備考 |
| 線膨張係数 |
-100.0 °C |
1.08×10⁻⁵ 1/K |
|
| 20.0 °C | 1.19×10⁻⁵ 1/K | |
| 100.0 °C | 1.25×10⁻⁵ 1/K | |
| 200.0 °C | 1.30×10⁻⁵ 1/K | |
| 300.0 °C | 1.36×10⁻⁵ 1/K | |
| 400.0 °C | 1.41×10⁻⁵ 1/K | |
| 500.0 °C | 1.45×10⁻⁵ 1/K | |
| 600.0 °C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | |
| 最高使用温度 |
-- |
500 °C |
炭素鋼の典型値 |
| 長期最高使用温度 |
-- |
-25 - 0 °C |
|
| 融点 |
-- |
1480 - 1526 °C |
低炭素鋼の典型値 |
| 比熱容量 |
-100.0 °C |
423 J/(kg·K) |
|
| 20.0 °C | 461 J/(kg·K) | |
| 100.0 °C | 479 J/(kg·K) | |
| 200.0 °C | 499 J/(kg·K) | |
| 300.0 °C | 517 J/(kg·K) | |
| 400.0 °C | 536 J/(kg·K) | |
| 500.0 °C | 558 J/(kg·K) | |
| 600.0 °C | 587 J/(kg·K) | |
| 熱伝導率 |
20.0 °C |
57.5 W/(m·K) |
|
| 100.0 °C | 55.7 W/(m·K) | |
| 200.0 °C | 51.9 W/(m·K) | |
| 300.0 °C | 47.6 W/(m·K) | |
| 400.0 °C | 43.4 W/(m·K) | |
| 500.0 °C | 39.6 W/(m·K) | |
| 600.0 °C | 36 W/(m·K) | |
| 熱拡散率 |
20.0 °C |
15.9 mm²/s |
|
| 100.0 °C | 14.3 mm²/s | |
| 200.0 °C | 12.5 mm²/s | |
| 300.0 °C | 10.8 mm²/s | |
| 400.0 °C | 9.2 mm²/s | |
| 500.0 °C | 7.6 mm²/s | |
| 600.0 °C | 6.1 mm²/s | |
電気的特性
| 特性 |
温度 |
値 |
| 電気抵抗率 |
20.0 °C |
1.1×10⁻⁷ Ω·m |
| 100.0 °C | 2.3×10⁻⁷ Ω·m |
| 200.0 °C | 3.04×10⁻⁷ Ω·m |
| 300.0 °C | 3.94×10⁻⁷ Ω·m |
| 400.0 °C | 5.01×10⁻⁷ Ω·m |
| 500.0 °C | 6.25×10⁻⁷ Ω·m |
| 600.0 °C | 7.7×10⁻⁷ Ω·m |
磁気的特性
| 特性 |
値 |
備考 |
| キュリー温度 |
770 °C |
低炭素鋼の典型値 |
化学成分（質量%）
| 元素 |
含有量 |
| 炭素 (C) | 0.12 - 0.18% |
| マンガン (Mn) | 0.3 - 0.6% |
| リン (P) | ≤ 0.04% |
| ケイ素 (Si) | ≤ 0.4% |
| 硫黄 (S) | 0.02 - 0.035% |
Ck15との違いと選定指針
Cm15は、Ck15と基本的な機械的特性・化学成分（炭素、マンガン等）は同等ですが、硫黄含有量が意図的に高く設定（0.02-0.035% vs Ck15の≤0.035%）されている点が最大の違いです。この硫黄添加により、以下のメリットが得られます。
- 切削速度の向上（約20-30%の生産性アップ）
- 工具寿命の延長
- 優れた仕上げ面粗さ
- チップ処理の容易化（自動旋盤・NC旋盤での無人運転に有利）
一方で、硫黄添加により横方向の靭性・延性が若干低下し、溶接性も劣る傾向があります。したがって、大量の切削加工が必要な複雑形状部品（レバー、ジョイント、ギア、カム、ブッシュ等）で、溶接を伴わない用途に最適です。公称径5-10mmでの使用が最も効果的です。
