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炭素鋼の特徴

機械的特性

炭素量が増えるほど一般に硬さ・強度が高まる一方、延性・靱性は低下する傾向があります。S45Cは調質による強度・靱性の調整や、高周波焼入れによる表面硬化が可能です。ただし、大径品では焼入れ深さや内部硬さに制約があります。

その他特性

被削性は炭素量・組織・熱処理状態によって異なり、SUM材などの快削鋼は切削加工に優れます。溶接性は一般に低炭素鋼ほど良好です。耐食性は低く、使用環境に応じて防錆油・メッキ・塗装などの防錆対策が必要です。

寸法安定性

熱膨張による寸法変化が生じるため、研削時の発熱や室温変化に注意が必要です。高精度品では熱処理後に粗加工と仕上げ加工を分け、残留応力や加工熱の影響を抑えながら、温度を安定させて加工・測定することが重要です。

後工程との相性

鋼種に応じて浸炭焼入れ・高周波焼入れ・調質・窒化などの熱処理が可能です。メッキにも広く対応しますが、溶接性は炭素量によって異なります。熱処理による寸法変化や変形を考慮し、仕上げ代を確保した工程設計が重要です。

残留応力と変形

圧延・鍛造・熱処理による残留応力が、切削加工時に解放され、曲がりや反りの原因となります。特に大型・長尺品や薄肉品では、粗加工後の応力除去焼鈍や対称的な加工、段階的な取り代除去によって変形を抑制します。

市場流通性

炭素鋼は汎用性が高く、丸棒・平鋼・板材など幅広い形状と規格寸法で流通しています。一般的な鋼種・寸法は納期・価格面で有利ですが、大径材や大型鍛造品、特殊寸法品は在庫や製作納期の確認が必要です。