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合金鋼（SCM材）の特徴

機械的特性

クロム・モリブデンを添加した機械構造用合金鋼で、同程度の炭素量の一般的な炭素鋼より焼入れ性が高く、大断面でも硬化深さを確保しやすい材料です。SCM415は低炭素の肌焼鋼で、浸炭焼入れにより表面を高硬度化し、内部の靱性を確保できます。硬さ分布は断面寸法や熱処理条件によって異なります。

その他特性

被削性は鋼種や熱処理状態によって異なり、焼なまし状態では比較的切削しやすい一方、調質後は硬さの上昇により加工負荷が増加します。溶接は可能ですが、焼入れ性が高いため、必要に応じて予熱・後熱などの管理が求められます。耐食性は低く、使用環境に応じた防錆処理が必要です。

寸法安定性

浸炭焼入れでは熱応力や組織変態によって寸法変化・変形が生じるため、熱処理後の研削仕上げを考慮した取り代設定が重要です。高精度品では粗加工・熱処理・仕上げ加工を適切に分け、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・測定します。

後工程との相性

SCM415は浸炭焼入れに、SCM435・SCM440は調質や高周波焼入れに適します。窒化処理にも対応し、条件によって高い表面硬さが得られます。熱処理後の研削・メッキも可能ですが、研削焼けや硬化層の減少、メッキによる水素脆化などを考慮した工程設計が必要です。

残留応力と変形

鍛造・圧延や熱処理による残留応力が切削時に解放され、曲がりや反りの原因となります。特に浸炭焼入れでは、形状や冷却条件によって変形が生じるため、粗加工後の適切な応力除去や対称的な加工、熱処理後の仕上げ代の確保によって精度を確保します。

市場流通性

SCM415・435・440は合金鋼の中では流通量が多く、丸棒を中心に規格サイズが揃っています。炭素鋼に比べると価格は高めで、大径材や特殊寸法品は在庫や製作納期の確認が必要です。また、調質材や焼入れ性を保証したH鋼など、材料仕様によっても調達条件が異なります。