カスタム機械加工に最適な鋼材：優れた材料特性を解明

世界の鋼材生産は着実に増加しています。世界鉄鋼協会によると、世界粗鋼生産量は2000年から2018年にかけて2倍以上になりました。

この印象的な統計は、鋼材が機械加工など非常に幅広い用途に理想的な機械的特性を持つことで説明できます。

この記事では、鋼材特性の起源とそれらを最適化する方法について詳しく説明します。

鋼材の特性は主に化学組成に依存

鋼材に機械加工に理想的な特性を与える主な要因は、その化学組成です。鋼材は、重要な機械的特性を与えるさまざまな金属と元素の合金の結果です。これらの合金の2つの基本元素は鉄と炭素です。

しかし、鋼材の化学組成で最も重要な元素は炭素です。鋼材の炭素含有量はその特性と微細構造に影響を与えます。追加処理により、この微細構造を変更してさまざまな種類の鋼材を作ることもできます。

鋼材の特性を変更するいくつかの処理があります。これらの処理は、カスタム機械部品の機械加工など特定の用途に適した鋼材の種類を作るのに役立ちます。

名前が示す通り、熱間加工は鋼材を非常に高温にさらすプロセスです。鋼材は相転移し合成的に変形するまで加熱されます。このプロセスは粒子の構造と配向を変え、製品の寸法を変更します。

鋼材の微細構造は比較的粗い粒子で構成されています。熱処理によりこれらの粒子のサイズを小さくでき、その結果材料の特定の特性が向上します。例えば、このプロセスは鋼材の延性（破断せずに伸びる能力）を改善するために使用されます。

冷間引抜き（冷間加工硬化とも呼ばれる）は、鋼材の特定の特性を最適化するために使用されるもう一つのプロセス。その目的は、材料の永久的な塑性変形によって鋼材を硬化させることです。熱間加工とは異なり、このプロセスは常温で行われます。

加工硬化は硬度以外のいくつかの特性も変更できます。鋼材の降伏強度と引張強度を増加させ、延性を低下させます。

要するに、機械加工に選ばれる材料となる鋼材の特性は主に化学組成から来ます。しかし、追加処理により、鋼材の機械的特性の一部を変更して、機械加工などさまざまな用途に適したものにできます。

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