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株式会社サトースクリュウ

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ねじと機械部品豆知識 Column

鉄について その2

2020年7月15日
Q5 冷間圧造用炭素鋼にはどんな種類があるのでしょうか?

「キルド鋼」と「リムド鋼」があります。
溶けている素材(溶鋼)を固めるときの方法でキルド鋼とリムド鋼に分かれます。キルド鋼には「アルミキルド鋼」と「シリコンキルド鋼」がありますが、ねじには「アルミキルド鋼」を一般に使用します。なお、SWCHはC(炭素)の含有量によって数十種類に分かれますが、引張強さの規定はありません。

「キルド鋼」
キルド鋼とは、溶鋼の中にアルミニウムなどを添加し充分脱酸(溶鋼中に含まれている酸素を除去する事)を行って鋳込んだ鋼塊(鋼のかたまり:インゴッド)から作った鋼材のことです。脱酸が充分に効いているので、固まるときガスの放出がなく静かに凝固します。つまり死んだように静かな鋼というのでキルド(Killed)鋼と呼ばれています。気泡がなく組織は大体均一で優良な性質を備えているため、高級鋼や合金鋼は全てキルド鋼で作られています。
例えば、タッピンネジに使うSWCH18Aなどがあります。
後ろにつく18Aの18とは0.18%のC(炭素)が含まれ、Aはアルミキルド鋼という意味です。

「リムド鋼」
リムド鋼は、溶鋼をそのまま鋼塊に鋳込んだものです。脱酸用の添加剤を使用していないため、鋳込み及び擬固中にガスを放出し、火花を散らしながら、外側から固まり、表面にリム層という層ができます。リムとは「ふち」のことでリムド鋼とはふち付き鋼ということになります。キルド鋼に比べると若干不均一ですが使用上は問題なく、一般のボルトやナットに大量に使用されています。

リムド鋼にはSWCH10Rなどがあります。この場合の10Rは0.10%のC(炭素)が含まれ、Rはリムド鋼という意味です。


Q6 高級鋼にはどんな鋼があるのでしょうか?

「機械構造用炭素鋼」S**C
高炭素鋼。SWCHと構成成分は同等でC(炭素)を多く含む鋼。引張強さの規定があります。「S45C」は0.45%、「S35C」は0.35%のC(炭素)を含むことを表しています。焼入れ性がよく強度区分8.8などのボルトに使用します。

「機械構造用合金鋼」
「ニッケルクロム鋼鋼材」→SNC***
「ニッケルクロムモリブデン鋼鋼材」→SNCM***
「クロムモリブデン鋼鋼材」→SCM***
「高温用合金鋼ボルト材」→SNB**

高炭素鋼にNi(ニッケル)Cr(クロム)とMo(モリブデン)などを添加して焼入れ性を良くした合金鋼です。焼き戻しに対する特性も良いので、熱処理(調質)をして高強度を出すことができます。
SWCH10Rで作ったボルトが通常、強度区分4.8なのに対して、SCM435で作って調質した六角穴付ボルトは強度区分12.9で簡単に言うと3倍の強さがあります。


ねじ関係の鉄の材料について整理してみると

名称→記号→用途

・軟鋼線材→SWRM→釘、リベット、割ピンなど
・硬鋼線材→SWRH→バネ座金など
・冷間圧造用炭素鋼線→SWCH→小ねじ、ボルト、ナット、タッピンねじなど
・機械構造用炭素鋼→S**C→ボルト、ナットなど
・機械構造用合金鋼→SCM→キャップ、高力ボルトなど
・冷間圧延鋼→SPCC→平座金など

以上のように分類されます。


Q7 切削加工に使用されている鋼にはどんな鋼があるのでしょうか?

「硫黄快削鋼鋼材」 SUM**
一般的に「快削鋼」と呼ばれています。S(いおう)を多く添加することによって被削性を向上させた低炭素鋼です。またPb(鉛)の添加によってさらに被削性を向上させたものもあります。引張強さの規定はありません。切削は良好ですが、曲げ加工には向きません。また溶接加工性も良くありません。

「一般構造用圧延鋼材」SS**
低炭素鋼です。C(炭素)とMn(マンガン)の成分量にとくに規定は無く、P(リン)とS(いおう)の上限が0.05%と定められているだけです。引張強さの規定はあります。溶接加工も可能で、曲げ加工も可能です。代表鋼種は、SS400です。


Q8 材料記号にはどんな意味があるのでしょうか?
 
SS-400BD

S→材質名称「金属名称記号で材料名(英語)の頭文字、または化学元素の記号を示し、「S」はSteel(鋼)の頭文字をとったもので、材質が鋼であることを示します。

S→規格品と製品名の略号「主として英語、ローマ字の頭文字又は、その組み合わせであり、「S」はStructure(構造用)の頭文字をとったもので、一般構造用圧延材の意味です。

400→材質の種別「主として、最低引張り強さ」を表しています。

B→材料の形態を表します。「B」はBarで棒状であることを示します。

D→製造方法を表す記号です。「D」はDrawnの頭文字で引抜き材又は磨き材の意味です。



C-3604BD

C→材料記号を表しますが、伸銅品関係ではアメリカ規格にならって「C」の記号を用います。

3604→4桁の数字は合金成分の系統を表しています。「3604」は快削黄銅を意味しています。

BD→Bar-Drawnで引抜き棒を意味します。※参考 BEは押出棒になります。


※参考
鉄鋼材料では、種類記号に続けて製造方法を示す記号が付記されることがあります

-D- (Drawning)冷間引抜きの意味
-T- (Cutting) 切削の意味
-T- (Cutting) 研磨の意味

非鉄金属では硬さを表すのに、軟質は「O」・硬質は「H」・その中間の1/4H・1/2Hなどで表します。




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