生産コスト、構造的強度、耐久性のバランスをとるためには、適切な金属の選定が極めて重要です。 現代の工業生産において、金属は大きく「鉄系（鉄を主成分とする）」と「非鉄系（鉄を含まない）」の2つの主要なカテゴリーに分類されます。この包括的なガイドでは、主要な工業用金属20種とその特徴的な特性、および実際の用途における最適な適用例を詳しく解説し、皆様が十分な情報に基づいて材料を選定できるよう支援します。.
3種類の鉄系金属
鉄を多く含み、磁性を持つ金属はすべて鉄系金属である。鉄系金属の硬度、耐久性、引張強度は製造業に広く普及している。
その特徴は、高層ビル、橋、鉄道、乗り物などに有効だ。産業と建築の両方に役立っている。鉄鋼、鋳鉄、錬鉄は、鉄系金属の中で最も普及している3種類である。
スチール
鋼とは、正確な割合の炭素（通常は2%未満）を含む鉄の合金であり、純鉄に比べて引張強度と破断抵抗を大幅に高めるものである。工業用鋼は、一般的に4つの主要なカテゴリーに分類される。.
炭素鋼
炭素鋼は通常、くすんだマットな表面仕上げを呈し、処理を施さないと腐食しやすい。炭素鋼には低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼の3種類があり、低炭素鋼の炭素含有量は約0.30％、中炭素鋼は0.60％、高炭素鋼は1.5％である。.
合金鋼
合金鋼はニッケル、銅、アルミニウムなど複数の金属を組み合わせたものである。合金鋼は自動車部品、パイプライン、船体、機械プロジェクトに好まれる。安価で耐食性に優れている。成分の濃度が合金の強度を決定する。
ステンレス鋼
ステンレス鋼は、市場で群を抜いて最も人気のある素材です。この素材は光沢があり、主たる合金元素として10～20%のクロムを含んでいます。このクロム含有量により不動態皮膜が形成され、耐食性が大幅に向上する一方で、多様な製造工程において優れた成形性も維持されています。.
工具鋼
工具鋼は、その硬度と耐熱性、耐摩耗性で知られています。 このカテゴリーの合金は、重負荷用工具、機械用金型、および産業用切削装置の製造に最適化されています。コバルト、モリブデン、タングステンを添加した工具鋼は、高応力条件下において、卓越した赤熱硬度、熱安定性、および耐摩耗性を発揮します。.
用途深絞り自動車車体、家電製品、建築、鉄道レール、電線用シート。
鋳鉄
これは、2～4%の炭素、可変量のケイ素とマンガン、および微量の硫黄とリンを含む鉄合金である。高炉において、鉄鉱石の化学的還元によって製造される。.
理想的な産業用途：
自動車： エンジンブロック、シリンダーヘッド、およびブレーキローター（熱伝導率が高いため）。.
建設・重機： 支持ブラケット、機械のベース、および高密度かつ振動吸収性に優れた高強度パイプ。.
錬鉄
錬鉄は、炭素含有量が極めて低い（0.08%未満）高可鍛性の鉄合金です。脆い鋳鉄とは異なり、錬鉄には微細なスラグ繊維が含まれており、これが独特の木目のような「きめ」を生み出しています。 この繊維状の構造により、鍛鉄は極めて高い靭性と耐食性を備え、複雑な形状への鍛造や溶接も容易に行えます。.
アプリケーション
パイプの製造
ステーボルト用バー
エンジンボルト
リベット
プレート
ユニークなチェーン
クレーンフック
その他の鍛造用途
分類：17種類の主要非鉄金属
非鉄金属とは、冶金学において鉄を著しい量含まない金属または合金を指します。非鉄合金は、高い強度対重量比、優れた電気伝導性および熱伝導性、非磁性、そして卓越した耐食性など、重要な性能指標が求められる用途に採用されます。これらは、多くの場合、鉄金属よりも高価です。.
アルミニウム
アルミニウムは銀色の金属で、柔らかく軽い。原子番号は13で、周期律表のホウ素族に属する。アルミニウムは地殻中に最も豊富に存在する金属であり、酸素とケイ素に次いで3番目に豊富な元素である。地球の固体表面の重量の8%を占めている。
アルミニウムは、熱伝導率と電気伝導率の両方に優れています。鋼に比べて密度と剛性が3分の1という軽量な金属です。高い延性と展性を備えているため、加工性が非常に良く、鋳造や押出成形によって複雑な形状に容易に成形することができます。.
アプリケーション
送電線
高層ビル
窓枠
家電製品
家庭用および産業用電化製品
航空機部品
宇宙船部品
船舶
鉄道
自家用車
ニッケル
その色調は銀白色で、光沢があり、金色のニュアンスを帯びています。ニッケルは、その展性および耐食性という特性から、有用な金属と見なされています。ニッケルは主に、マグマ起源の硫化鉱床とラテライトの2種類の鉱床から採掘されます。.
ニッケルは鋼、鉄、銅、クロム、アルミニウム、鉛、コバルト、銀、金などと混ぜることができる。これにより、ステンレス鋼、鋳鉄、その他の合金を作ることができる。
ニッケルは合金の製造において一般的な成分である。また、輸送、航空宇宙、海洋、建築、消費者製品においても重要である。カトラリー、硬貨、磁石、その他の金属の製造に有益である。
銅
Cuは周期表の29番を持つ遷移金属である。原子量は63.55AMUで、29個の中性子（原子質量単位）を持つ。延性があり、可鍛性のある赤みがかった金色の金属で、熱と電気をよく通す。銅は人類が最初に扱った金属であり、今日でも最も一般的な金属のひとつである。
**用途：** 銅は、電線、ヒートシンク、電磁石、電気モーターなどに広く使用されています。また、構造部品や配管にも用いられています。銅は、大気中で酸化する過程で保護膜（緑青）を形成し、深部への腐食を防ぐため、これらの用途において優れた性能を発揮します。.
真鍮
真鍮は、銅と亜鉛の合金からなる非鉄の赤色金属です。銅と亜鉛の比率を変えることで、材料の性質が変化し、機械的特性や電気的特性を調整することができます。置換型合金であるため、構成元素の両方の原子が同じ結晶格子サイトを占有することができます。.
アプリケーション 真鍮は鋳造がよく、丈夫で魅力的。また、銅を多く含むため抗菌性もあります。真鍮は楽器、装飾トリム、ファスナー、薬莢などによく使われる素材です。
ブロンズ
青銅は銅を主成分とし、12%の錫を含む金属合金である。この2つの他に、アルミニウム、ヒ素、マンガン、リン、ケイ素が明確な特徴を持っている。
青銅合金の主な種類は以下の通り：
鉛入りブロンズ
リン青銅
アルミニウム青銅
シリコン・ブロンズ
マンガン青銅
青銅は、芸術からコンピューター技術まで、様々な用途に理想的な多くの際立った特徴を持っている。青銅は赤褐色の色相を持ち、複雑で脆く、融解温度は摂氏950度である。
アプリケーション 青銅の特性は、海洋や漁業などの実用的かつ審美的な用途に理想的な金属です。造船所では、多くのボートや船舶に青銅製の継手やプロペラを選ぶことが多い。青銅は耐食性に優れているからです。
一部の青銅合金は、電気をよく通すため、電気的使用に最適です。この材料は、ブッシングやベアリングのような高応力用途に最適な低金属間摩擦を持っています。これは、ブッシングやベアリングでの使用を含む。
亜鉛
亜鉛（Zn）は、産業分野や生物学分野で幅広く利用されている多用途な元素です。常温では脆く、青みがかった白色をしていますが、研磨すると光沢のある金属的な仕上がりになります。.
亜鉛は主に鋼鉄を腐食から守るために亜鉛メッキに使われる主要金属である。真鍮のような亜鉛合金は多くの分野で使用されている。腐食に強い海軍の部品や、楽器にも最適です。
用途亜鉛メッキ鋼板は、自動車の車体、街灯のポール、安全柵、吊り橋などに使用される。
ダイカストは、自動車、電気、ハードウェアの分野で非常に重要です。亜鉛を多く必要とします。真鍮、洋白、アルミはんだはすべて亜鉛を含む合金です。
酸化亜鉛は多くの製品に含まれている。塗料、ゴム、化粧品、医薬品、プラスチックなどである。また、インク、石鹸、電池、繊維製品、電気機器にも含まれている。夜光塗料、蛍光灯、X線スクリーンはすべて硫化亜鉛を使用しています。
シルバー
Agは光沢のある白い金属で、電気伝導性に優れ、美的魅力がある。金や白金族とともに、いわゆる貴金属のひとつである。
銀は蒸着によってプリント電気回路を作り、電子導体をコーティングする。これは、銀があらゆる金属の中で最も高い電気伝導率と熱伝導率を持つためである。また、電気接続用にニッケルやパラジウムとの合金が使われることもある。
アプリケーション 銀は長い間、硬貨や装飾品、宝飾品の素材として親しまれてきた。銀は触媒として使われている。銀はエチレンを高い効率で酸化エチレンに変えることができる。この化合物は多くの化学物質の重要な構成要素である。
ゴールド
Auは、ピリオド6のグループ11（Ib）に属する、豊かで輝きのある黄色の貴金属である。歴史上、非常に貴重な金属となったいくつかの特徴があります。美しい色と輝きを持つ。ほとんど破壊されず、非常に柔軟です。自然界では通常、純粋な形で見つけることができる。金は有史以来、その価値が認められてきたため、他の金属とは異なる歴史を持っています。
アプリケーション:金は主に通貨、装飾品、宝飾品、金メッキに使われる。グリーンゴールドは宝飾品として人気がある。金、銀、銅の合金で、カラットは14から18カラット。
金は繊維産業でも人気がある。電子管には金メッキのグリッドワイヤーが使われている。このデザインは導電性を高め、二次放出を削減する。
リード
鉛（Pb）は重金属で、他のほとんどの金属よりも密度が高い。柔らかくしなやかで、融点も低い。切断されたばかりの鉛は、青みを帯びた銀色で、空気に触れるとくすんだ灰色に変色する。
用途鉛を使用する：
自動車用バッテリー
顔料
弾薬
ケーブル・シース
ウェイトリフティング
ダイビング用ウェイトベルト
鉛クリスタルガラス
放射線防護
鉛は腐食性の液体の貯蔵に適している。建築家はステンドグラスの窓や屋根に鉛を使う。
コバルト
多くの用途、興味深い事実、ユニークな特徴を持つ、あまり知られていない金属である。周期表ではdブロック元素、すなわち遷移金属のひとつである。
コバルトは他の多くの遷移金属と同様、通常は合金の形で発見される。コバルトは通常、採掘によって採取され、アフリカ大陸のコンゴとザンビアはコバルト採掘で有名である。
アプリケーション コバルトは鉄と同様に磁性を持つため、磁石の製造はコバルトの使用例である。しかし、アルミニウムとニッケルとの合金は強力な磁石を作る。
ジェットタービンやガスタービン発電機などの高温用途もコバルトの用途のひとつである。その魅力的な外観、硬度、耐食性から、電気めっきでも人気がある。
人々は何千年もの間、コバルト塩を絵の具、磁器、ガラス、陶器、エナメルなどに使い、美しい青色を作り出してきた。ある国では、放射性同位元素であるコバルト60を癌の治療や食品の保存のために使用している。
プラチナ
プラチナは、自然界に少量存在する非反応性の金属である。高温下でも耐食性に優れているため、貴金属である。平均存在量は約5μg/kgで、地殻中で最も希少な元素のひとつである。
ニッケルと銅鉱石には特定の量がある。世界の供給量の大部分（約80%）は、南アフリカに自生する鉱床から産出される。
アプリケーション プラチナは宝飾品産業でよく使われている。プラチナの主な用途は、自動車、トラック、バスの触媒コンバーターである。化学工業では、硝酸、シリコン、ベンゼンの触媒としてプラチナが使用されている。燃料電池も、その効率を高めるために触媒としてプラチナを使用している。
プラチナは、エレクトロニクス分野でもコンピューターのハードディスクや熱電対によく使われている。光ファイバーやLCD、タービンブレード、スパークプラグ、ペースメーカー、歯の詰め物もすべてプラチナ製である。
白金化合物は癌治療に欠かせない。研究者たちは産業と生物学の両方の場面で白金化合物を使用している。
錫
耐食性があり、銀色で柔らかく、可鍛性のある金属である。様々な化学分子と結合する。錫石とスタニンは重要なスズ鉱物である。マレーシア、タイ、ザイール、インドネシア、ボリビアで見つけることができる。石炭還元は純粋なスズを生産します。このデータシートでは、スズの特性と用途について説明します。
アプリケーション 腐食を防ぐため、高い研磨が必要で、錫缶のような他の金属をコーティングする。軟ロウ、ピューター、ブロンズ、リン青銅などのスズ合金もスズに使用される。超電導磁石にもニオブ錫合金が必要である。
水平な表面を作るため、メーカーは溶融ガラスを溶融スズの上に浮かべてほとんどの窓ガラスを製造している。錫塩のスプレーは、ガラス表面に電気を通すコーティングを形成する。
タングステン
周期表ではクロムやモリブデンと同じ列にある遷移金属である。このグループの最も重いメンバーはタングステンで、1モル当たりの原子質量は183グラムである。
タングステンは金属の中で最も融点が高く、他の金属を強化します。非常に硬いため、金属加工、鉱業、石油部門はすべて炭化タングステンに依存しています。タングステンと炭素粉末を2200℃に加熱し、それらを組み合わせることで、材料が生成されます。
かつて、白熱電球のフィラメントにはタングステンが広く採用されていましたが、発光効率が低く、発熱量が多すぎるため、現在では世界的にほぼ廃止されています。.
多くの高温用途でタングステンとその合金が使用されています。アーク溶接の電極や高温炉の部品などです。
タングステン・カーバイドの切削・穴あけ工具は格別である。これには、非常に高速で回転する新しい「痛くない」歯科用ドリルも含まれる。蛍光灯にはカルシウムやマグネシウムのタングステン酸塩がよく使われています。
チタン
軽量、高強度、低腐食の構造用金属で、合金として高速航空部品に使用される。
地殻の0.44パーセントを占めるほど豊富に存在する。ほとんどの岩石、砂、粘土、その他の土壌に何らかの形で含まれている。また、植物、動物、自然の水路、深海の浚渫土、隕石、星などにも含まれている可能性がある。
用途多くの産業がチタン合金を使用しています。チタン合金は密度が低く、極端な温度にも耐えることができるため重宝されています。チタン合金は飛行機、宇宙船、ミサイルなどに使われている。ゴルフクラブ、ラップトップコンピューター、自転車、松葉杖にもチタン合金が使われている。
発電所のコンデンサーには、その耐食性からチタンが使用されている。また、海水淡水化プラントにも役立っています。さらに、チタンは船舶、潜水艦、その他の海水構造物の船体を保護します。これは、海水中での腐食に対する強い耐性のおかげである。
チタン金属は骨とよく結合する。そのため、外科手術ではしばしばチタンが使われる。これには人工関節、特に股関節や歯科インプラントが含まれます。
チタンは酸化チタン(IV)の形で最もよく利用される。家庭用塗料、芸術家用塗料、プラスチック、エナメル、紙など、さまざまな製品に含まれている。紫外線が皮膚に到達するのを抑制するため、日焼け止めにもチタンが含まれている。
パラジウム
4大貴金属の一つであるパラジウムは、自動車用触媒コンバーターの需要や産業用需給動向に大きく左右される、価格変動の激しい商品です。パラジウムは、自動車やトラックの排ガス浄化システムにおいて、依然として不可欠な構成要素となっています。.
自動車の触媒コンバーターには、他のどの材料よりもパラジウムが使用されている。特定の歯の詰め物や冠、宝飾品。ノートパソコンや携帯電話にはセラミック・コンデンサーが使われている。これらは、電子機器にパラジウムを使用する一つの方法を示している。メーカーは、セラミック層に挟まれたパラジウム層からこれらを製造している。
ウラン
60年以上前から濃縮エネルギー源として親しまれてきた重金属である。ほとんどの岩石中に100万分の2から4程度の量で含まれており、地殻中にはスズ、タングステン、モリブデンと同じくらい豊富に存在する。
アプリケーション 原子力発電所はウランを核燃料としてエネルギーを生産する。科学者たちは、この物質から他の合成超ウラン元素を作り出すことに注力している。軍も原子力潜水艦や兵器の動力源として使用している。
ビスマス
窒素族元素の中で最も金属的で、最も微量に存在する元素はビスマス（Bi）である。ビスマスは、粗い結晶構造を持つ硬くて脆い光沢のある金属である。赤味を帯びた灰白色で、他の金属と区別できる。
用途火災報知器や消火器、電気ヒューズやはんだにはビスマスが使用されている。
概要
先端材料科学の分野では、進化し続ける産業のニーズに応えるため、新しい金属合金や複合材料の研究開発が続けられています。製造業の未来は、こうした新興材料に懸かっており、それらが世界中のあらゆる分野において、より高い効率、極限の耐熱性、そして高度な持続可能性を実現することになります。.
しかし今日の記事は、世界中で最も頻繁に使用されている20種類の金属に焦点を当てた。鉄系と非鉄系に分類しました。また、それぞれの用途を指摘した。