私たちの身近なくらしに役立つ鉄についてご紹介します。
私たちの身近なくらしに役立つ鉄についてご紹介します。
鉄鉱石
鉄の原料は鉄鉱石です。しかし、鉄鉱石だけでは鉄はつくれません。
鉄鉱石を溶かして鉄分を取り出す高炉には、石炭を蒸し焼きにしたコークスや石灰石を一緒に入れる必要があります。
また、鋼の主要5元素と呼ばれる、炭素・マンガン・シリコン・リン・硫黄の副原料も入れなければなりません。
その主要5元素のみで作られた鋼を炭素鋼と呼び分類しています。
鋼の主要5元素の中で、最も重要な役割を担っているのが炭素です。
鉄の中に一定量の炭素を混ぜて鋼にすることで鉄を硬くすることができます。
鉄が硬くなると引張強さや耐摩耗性も向上し強い鉄となります。
そのため目的の強さに合わせて炭素の含有量が調整されています。
ただし炭素の含有量が多すぎても鋼としての効果がなくなるため通常炭素含有率が0.02%から2%までの範囲内にあるものが鋼として扱われます。
炭素だけでは目的とする強さや性質の鋼を得られない場合は、合金元素が添加されます。
合金元素を1種類以上添加されている鋼を合金鋼と呼び分類しています。
合金鋼の特徴は炭素鋼にはない優れた機能性を有する点です。基本的に合金の含有率が高いほど材料が持つ特性も高くなります。
元素の役割と影響
炭素(C): | 鋼の強さを決める最も重要な元素 |
---|---|
シリコン(Si): | 鋼の強さと靭性を向上させる元素 |
マンガン(Mn): | 鋼の強さと靭性を向上させる元素 |
リン(P): | 有害な不純物元素 |
硫黄(S): | 有害な不純物元素 |
クロム(Cr): | 焼入れ性、耐食性を増加させる働きがある。Crを13%以上添加したものをステンレス鋼という。 |
モリブデン(Mo): | 鋼の中に炭化物をつくり、耐摩耗性をよくする。また、焼戻し後の粘り強さも大きくし、高温状態での硬さを増加させるはたらきもある。 |
バナジウム(V): | 鋼の中に炭化物をつくり、耐摩耗性をよくするはたらきがある。また、鋼の中の結晶粒を微細にするはたらきがあり、脱炭防止効果もある。 |
タングステン(W): | 鋼の中にクロム(Cr)やバナジウム(V)と複炭化物を作り、耐摩耗性をよくするはたらきがある。また、耐熱性を向上させるはたらきがある。 |
コバルト(Co): | 焼入れ組織(マルテンサイト)を強くし、鋼からの炭化物の脱落を防ぐ。高温状態でも硬く、強度に耐える材料となるはたらきがある。 |
特殊鋼とは、熱処理をしない普通鋼に対しニッケルやクロムなど特殊な元素を添加したり、成分を調整した鋼材です。
当社では、取扱量№1の鋼材類です。下記のように分類され、用途も様々にあります。
分類 | 解説 |
---|---|
工具鋼 |
カンナ、ヤスリ、かみそり等に使われる炭素工具鋼、バイト、タップなど高硬度の被加工物を切断、切削する高速度工具鋼、金属やプラスチック成形の金型用の合金工具鋼があります。 |
構造用鋼 |
機械構造用炭素鋼は、炭素鋼の一種です。用途は自動車の重要部品、産業機械、建設機械、航空機などです。 |
ばね鋼 |
車両用板ばねのほか、産業用の各種コイルばね、小さなつる巻きばねなどがあります。 |
軸受鋼 |
大きな負荷を受けて高速で回転しながら長時間の運転に耐える必要がある軸受(ベアリング)に |
耐熱鋼 |
多量のクロムやけい素、マンガン、ニッケルやコバルトなどを添加して、耐熱性、耐圧、耐酸化、耐食、耐変形、強靭性、加工性を備えた合金鋼です。 |
快削鋼 |
削りやすく、かつ高強度で切削などの機械加工が必要な機械部品に適した鋼種です。 |
ステンレス鋼 |
鉄とクロムとニッケルの合金鋼で耐食性のほか耐熱性にも優れています。 |
用途一例
鉄鋼の形状や用途は多種多様です。当社で取り扱いのある形状についてご紹介します。
分類 | 解説 |
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厚中板 |
厚みが3mm以上のものをいい、3mm以上6mm未満のものを中板、6mm以上を厚板と呼びます。 ![]() |
薄板 |
熱間圧延された熱延薄板、冷間圧延された冷延鋼板があります。 ![]() |
表面処理鋼板 |
表面を亜鉛、すず、クロム、ニッケルなどの金属元素でめっきしたり、塗装やプリントをしたり合金化するなどの加工処理が施され、錆びに強い鋼材です。 ![]() |
形鋼 |
H形鋼、山形鋼、I形鋼など数多くある品種の総称で用途にあったさまざまな断面の形をもつ鋼材です。 ![]() |
棒鋼 |
断面が円形、正方形、多角形などの棒状の鋼材です。建設現場で使われる鉄筋用で、他は機械の構造部材やボルト、ナット、リベットやチェーンの素材など多分野へ供給されます。 ![]() |
鋼管 |
断面形状が円形、角形などの形をした鋼材です。用途は多岐にわたり、水道管やガス管のような配管から、化学プラント、火力・原子力などの発電プラント、土木・建築、各種産業機械、天然ガスや石油などの採掘・パイプラインなどにも使われます。 ![]() |