炭素鋼とステンレス鋼の比較

鋼は間違いなく歴史上最も偉大な発明である。鋼鉄は現在、あらゆる産業分野で最も有名です。しかし、それらはすべて同じ種類の鋼鉄だと思いますか？いいえ、生産上の必要性によって、ある種類が適切な場合もあれば、そうでない場合もあるからです。その結果、さまざまな種類の鋼鉄にはある種の特殊性があるのです。炭素鋼とステンレス鋼を比較することで、最も一般的な2種類の鋼をより理解することができます。

炭素鋼

鉄と炭素の合金からなる鋼の一種。ステンレス鋼に比べて炭素含有量が多く、融点が低く、耐久性に優れている。

炭素鋼は、海洋構造物、発電所、輸送、化学処理、石油採掘・精製などの大規模な産業用途で最も一般的なエンジニアリングおよび建設材料である。世界の鉄鋼生産量の約90%を占め、最も多く製造・利用されている。

構成

高炭素鋼の炭素含有量は0.5%以上である。一方、中炭素鋼の炭素含有量は0.2～0.49％、低炭素鋼の炭素含有量は0.05～0.19％である。しかし、超低炭素鋼の炭素含有量は0.015～0.05％、超低炭素鋼の炭素含有量は0.015％未満である。

また、マンガン含有量が1.65%未満、ケイ素含有量が0.6％、銅含有量が0.6％で、これらの追加成分の合計が2%未満である炭素鋼と表現することもできる。

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産業界ではしばしば低炭素鋼が使用される。 造船、電線、自動車車体、家電製品 を平らな圧延シートやストリップとして使用します。熱処理では変化させることができないため、生産現場では加工や羽目板に広く利用されている。

錬鉄は、炭素含有量が可能な限り少ない炭素鋼である。堅いが脆くはない。メーカーはこの鉄を 塀、門、手すり.

中炭素鋼の製鋼はかなり簡単で、微量のケイ素とマンガンを加えることで品質が向上する。土木技師は、この鋼種を建築物や橋梁、車軸、歯車、シャフト、鉄道、パイプライン、カップリング、自動車、冷蔵庫、洗濯機などに構造的に広く利用している。

切削工具、ブレード、パンチ、ダイ、スプリング、高強度ワイヤーはすべて、引張強度がかなり高い高炭素鋼で作られている。

超高炭素鋼は脆く非常に硬いため、冷間加工は不可能である。刃物、切削工具、巨大な機械部品、温水ラジエーターなど、工業用鋳物また、鋳鉄も有名で、古代の芸術家が昔ながらの調理鍋を作ったのもこの素材である。鋳鉄でも有名で、古代の芸術家たちが昔ながらの調理鍋を作ったのもこの素材だ。

炭素鋼の種類

炭素鋼には用途に応じて様々な種類と分類がある。この例では、生産に利用される最も一般的な3種類の炭素鋼について考えてみた。

軟鋼または低炭素鋼

軟鋼は、炭素の割合がごくわずかな鉄合金で、強度と耐久性に優れているが、調質は複雑である。チープカーボンスチールはプレーンカーボンスチールとも呼ばれ、価格の安さから現在最も人気のある鋼種である。

高張力鋼板

低炭素鋼、または中炭素鋼の下限に位置する鋼で、強度、摩耗特性、特に引張強度を高めるために合金元素を追加したものは高張力鋼として知られている。クロム、モリブデン、シリコン、マンガン、ニッケル、バナジウムなどが合金元素の一部である。リンや硫黄のような不純物の最大許容量は設定されている。

高炭素鋼

効果的な熱処理が可能な炭素含有量0.30～1.70重量%の炭素鋼。いくつかの追加元素の微量不純物は、得られる鋼の品質に影響を与える可能性がある。

加工温度では、微量の硫黄が鋼を赤短にしたり、脆く砕けやすくしたりする。A36などの低合金炭素鋼は約0.05%の硫黄を含み、摂氏1,426度から1,538度の温度で溶融する。

マンガンは焼入れ性を高めるために低炭素鋼に添加されることが多い。AISIの炭素鋼の定義では、重量で1.65%までのマンガンを許容している。

長所と短所

ステンレス鋼

ステンレスは、少なくとも11%のクロムを含む鉄合金のカテゴリーで、耐食性と耐熱性を持つ組成である。炭素（0.03%から1.00%以上）、窒素、アルミニウム、ケイ素、硫黄、チタン、ニッケル、銅、セレン、ニオブ、モリブデンはすべて、様々な形でステンレス鋼に含まれる成分である。

このような環境面でのメリットに加え、美観に優れ、衛生的で、メンテナンスが容易で、耐久性に優れ、さまざまな機能を備えている。そのため、ステンレス・スチールは日常生活で使用される様々な製品に使用されている。運輸、建築、研究、医療、食品、物流など、大きな影響を与える産業はほんの一握りに過ぎない。

構成

ステンレス鋼は、通常10～30%のクロムを含む合金鋼の一群を指す。クロムは炭素含有量が少ないため、耐食性と耐熱性が高い。ニッケル、モリブデン、チタン、アルミニウム、ニオブ、銅、窒素、硫黄、リン、セレンなどの他の元素は、耐食性を向上させ、耐酸化性を高め、または独自の特性を付与するために添加することができる。

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このメーカーは、鋼のユニークな特性と耐食性を必要とする用途にステンレス鋼を使用することが多い。コイル、シート、プレート、バー、ワイヤー、チューブはすべてこの合金から加工されます。ステンレス鋼は通常、次のような用途に使用される。

自動車と輸送：メーカーは、排気装置、グリル、トリミングにステンレス鋼を使用している。技術の進歩に伴い、構造部品の製造にステンレス鋼を使用するメーカーも増えている。

医療施設：洗浄が容易で腐食しにくいため、清潔で無菌の環境ではステンレス鋼が好まれる。各社は、手術用具や歯科用具を含む様々な医療機器の製造にステンレスを利用している。

建築構造ステンレス・スチールは、その強度、弾力性、柔軟性により、建築に不可欠な素材となっている。屋内では調理台、バックスプラッシュ、手すり、屋外では耐衝撃性の高い構造物の被覆材として頻繁に使用されています。

航空機の構造エンジニアは航空分野でステンレス鋼を使用している。その強度と高温耐性から、航空機のフレームなどさまざまな用途に利用されている。さらに、錆びないようにするためにジェットエンジンにも使われている。

食品とケータリング食品・ケータリング業界では、ステンレス・スチールを使用してキッチン・アクセサリー、調理器具、カトラリーを製造している。

ステンレス鋼の種類

オーステナイト系ステンレス鋼：この種のステンレス鋼には2つの大きな特徴がある。まずオーステナイト系ステンレス鋼は、かなりの量のクロムを含んでいる。生産者がこの材料を使用すると、耐食性が向上する。第二に、この素材は一般的に非磁性であるが、冷間成形を行うことで磁性を持つようになる。以下は、最も一般的なステンレス合金である。

フェライト系ステンレス鋼：フェライト系ステンレス鋼: フェライト系ステンレス鋼は、2番目に多く使用されているステンレス鋼で、磁性を持つ。ニッケル濃度が低いため、この合金で作られた製品は、冷間成形によって強靭化することができ、他の種類よりも安価です。

ステンレス鋼マルテンサイト系：ステンレス鋼合金の中で最も使用頻度の低い種類である。生産は、耐衝撃性や高い引張強度を必要とするアプリケーションでマルテンサイト系ステンレス鋼を利用しています。生産者は、保護ポリマーで覆われた耐食性を高めるために、この材料をカップルにすることが多い。

長所と短所