特殊鋼は、通常の鋼よりも特定の特性や性能を持つ鋼材のことを指します。これらの特性や性能は、特定の用途や要件に対応するために調整されています。特殊鋼の特性には、耐摩耗性、耐食性、高温耐性、強度、硬度、磁性、または特定の磁気特性などが含まれます。特殊鋼は、自動車産業、航空宇宙産業、建設業、道路や鉄道のインフラ、工具製造、およびその他の産業で幅広く使用されています。
特殊鋼は、通常の炭素鋼や合金鋼とは異なる特性を持つ鋼材の総称です。これらの特性は、通常は特定の要件や用途に合わせて設計され、製造されます。以下に、特殊鋼の主な特性と用途について詳しく説明します。
- 耐摩耗性: 特殊な合金成分を含むことで、耐摩耗性が向上します。これは、機械部品や工具など、摩擦や磨耗が発生する環境で重要です。
- 耐食性: 特殊な合金成分や表面処理により、腐食や化学的侵食に対する耐性が高まります。これは、海洋環境や化学工業などで使用されます。
- 高温耐性: 特殊な合金成分により、高温下での強度や耐久性が向上します。航空機エンジン部品や炉内部品など、高温環境で使用されます。
- 強度と硬度: 特殊な熱処理や合金化により、強度や硬度が向上します。これは、機械部品や工具、建築材料など、高い強度が求められる場面で使用されます。
- 磁性: 特定の合金成分や熱処理により、磁性の特性が調整されます。磁気モーターや電気機器などで使用されます。
- 特定の磁気特性: 特殊な磁性を持つ合金は、磁気センサーやデータ記録装置などの用途に使用されます。
特殊鋼の製造は高度な技術を要し、材料の組成や熱処理条件などが厳密に管理されます。特殊鋼は、自動車や航空機のエンジン部品、刃物や工具、建設材料、電気機器など、さまざまな産業で幅広く使用されています。
特殊鋼の切削
特殊鋼の切削は、一般的な鋼材や他の材料と同様に、適切な工具や切削条件を用いて行われますが、特殊鋼の性質や硬度に応じて、いくつかの異なる考慮事項があります。
- 適切な切削工具の選択: 特殊鋼の種類や加工する材料に応じて、適切な切削工具を選択することが重要です。一般的な高速度鋼(HSS)や硬質合金(カーバイト)の工具が使用されますが、切削する特殊鋼の硬度や耐熱性によって、コーティングされた工具や特殊な切削工具が必要な場合もあります。
- 適切な切削速度と送り速度の設定: 特殊鋼の硬度や材料の特性に応じて、適切な切削速度と送り速度を設定する必要があります。これにより、切削時の過熱や工具の摩耗を最小限に抑えることができます。
- 適切な冷却: 特殊鋼の切削中には、十分な冷却が必要です。これにより、切削時の摩擦熱を効果的に排除し、工具の寿命を延ばし、加工表面の品質を向上させることができます。
- 適切な切削方法の選択: 特殊鋼の形状や加工する部品の要件によって、最適な切削方法を選択することが重要です。これには、旋削、フライス、ボーリング、ドリリングなどの異なる切削方法が含まれます。
- 適切な加工条件の確保: 特殊鋼の切削は、十分な工作機械の剛性と安定性を確保することも重要です。また、適切な工具の固定や工具の交換、加工中の適切な監視や管理も必要です。
特殊鋼の種類
特殊鋼にはさまざまな種類があります。それぞれの種類は、特定の特性や用途に適した材料特性を持っています。以下に、いくつか一般的な特殊鋼の種類を示します。
- 工具鋼: 工具鋼は、高い硬度、耐摩耗性、および耐熱性を持つ特殊鋼です。切削工具、金型、ダイス、およびその他の工具の製造に使用されます。工具鋼には、高速度鋼(HSS)、ホットワーク鋼、コールドワーク鋼、プレシジョン鋼などがあります。
- ステンレス鋼: ステンレス鋼は、耐食性や耐久性に優れた特殊鋼です。クロムやニッケルなどの合金成分を含み、酸化や腐食に対して非常に耐性があります。建築、食品加工、医療機器、化学工業などのさまざまな用途に使用されます。
- 耐熱鋼: 耐熱鋼は、高温下で強度を維持する能力があります。これは、高温で動作するエンジン部品や熱処理用の部品など、高温環境での使用に適しています。
- 耐摩耗鋼: 耐摩耗鋼は、摩耗や磨耗に強い特殊鋼です。機械部品や鉱業機械、土木機械など、高摩耗環境での使用に適しています。
- 合金鋼: 合金鋼は、鉄と他の合金元素(クロム、ニッケル、モリブデンなど)を組み合わせて作られる特殊鋼です。合金の組成によって、耐食性、強度、硬度、耐熱性などが調整されます。自動車部品、航空機部品、機械部品など、幅広い用途に使用されます。
これらは一般的な特殊鋼の種類ですが、さらに細分化されることがあります。特定の用途や要件に応じて、さまざまな特性を持つ特殊鋼が開発されています。
特殊鋼の熱処理
特殊鋼の熱処理は、鋼材の加熱と冷却を制御することによって、その微視的構造と性能を調整します。これにより、鋼材の硬度、強度、耐摩耗性、靭性などの特性を変化させ、特定の用途に適したものにします。以下は、特殊鋼の一般的な熱処理方法です:
- 焼き入れ:鋼材を一定の温度まで加熱し、その後急速に冷却します。通常、水、油、または気体で冷却します。これにより、高硬度の構造が形成されます。
- 焼戻し:焼きれ後の鋼材を比較的低い温度まで加熱し、適切な時間保持した後、冷却します。これにより、鋼材の脆性が軽減され、靭性が向上します。
- 高温焼戻し:鋼材を適切な温度まで加熱し、空気中で冷却します。これにより、鋼材の構造が均一化し、内部応力が軽減され、機械的性能が向上します。
- 焼きなまし:鋼材を高温まで加熱し、ゆっくりと冷却します。これにより、鋼材の構造が均一化し、残留応力が軽減され、加工性が向上します。
これらの熱処理方法は、特殊鋼の成分、用途、性能要件に応じて選択および調整され、最終製品が特定の用途要件を満たすようにします。
特殊鋼の用途
特殊鋼は一般的な鋼よりも特定の性能や特性を持っており、さまざまな用途に使用されています。その用途は多岐にわたりますが、以下に一部を挙げてみます。
- 工具製造: 特殊鋼は高い耐摩耗性や耐熱性を持ち、切削工具や金型などの製造に広く使用されています。
- 自動車産業: 自動車の部品製造において、特殊鋼は高強度、耐摩耗性、または耐食性が必要な部品の製造に使われます。エンジン部品やシャシー、ギア、車輪などがこれに含まれます。
- 建築業: 特殊鋼は建築物の耐久性や耐候性を向上させるために使用されます。特に海岸や高地などの厳しい環境下での使用に適しています。
- 航空宇宙産業: 航空宇宙機器や航空機の部品には高い強度、軽量性、耐食性が求められます。特殊鋼はこれらの要件を満たすために使用されます。
- エネルギー産業: 特殊鋼はエネルギー発電装置や原子力発電所、化学工場などの設備の製造に使用されます。高温や高圧の環境に耐えることができるため、安全性と信頼性が高まります。
- 医療機器: 医療用の器具や装置には高い耐腐食性や生体適合性が求められます。特殊鋼はこれらの要件を満たすために使用されます。
これらは一部の例であり、特殊鋼は他のさまざまな産業や用途でも使用されています。
特殊鋼ブランド対照
冷間金型用鋼
分類 | JIS相当 | AIAI相当 | 愛知鉄鋼 | 山陽特殊鋼 | 大同特殊鋼 | 日本高周波公鋼業 | プロテリアル | 不二越 | ウッデホルム | ボーラー |
炭素工具鋼 | SK105 | W1-10 | QK3 | YK3 | K990 | |||||
合金工具鋼 | SKS93 | SK301 | QK3M | YK30 | K3M | YCS3 | ||||
SKS3 | SKS3 | QKS3 | GOA | KS3 | SGT | ARNE | K460 | |||
SKD1 | D3 | DC1 | KD1 | CRD | SVERKER21 | K100,K107 | ||||
SKD11 | D2 | SKD11 | QC11 | DC11 | KD11 | SLD,SLD-i | CDS11 | SVERKER21 | K105,K110 | |
SKD11(改) | KD11MAX KD11S | |||||||||
8%Cr系 | AUD15 AUD11 | QCM7 QCM8 | DC53 | KD21 | SLD8 SLD10 | MDS9 | SLIPNER | K340 | ||
マトリックス系 ダイス鋼 | SXACE | DCMX | NOGA | ARK1 | CALDIE UNIMAX | W360 | ||||
SKD12 | A2 | DC12 | KD12 | RIGOR | K305 | |||||
ブリハードン 40HRC | GO40F | KAP65 | HPM-MAGIC | IMPAX HH | ||||||
火炎焼入鋼 | SX105V | QF3 | GO5 | KRCX | HMD5 | FERMO | ||||
低温空冷鋼 | GO4 | KSM | ACD37 | |||||||
耐衝撃鋼 | QF1 | GS5 | KTV5 | YSM | ||||||
その他 | SLD-MAGIC | ICS22 | CALMAX ELMAX VANCRON40 VANADIS4E VANADIS10 | |||||||
高速度 工具鋼 | SKH51 | M2 | QH51 | MH51 | H51 | YXM1 | SKH9 | S600 | ||
SKH51系 | SKH9D | |||||||||
SKH55系 | HM35 | YXM4 | HM35 HS53M | S705 | ||||||
SKH57系 | MV10 | XVC5 | HS93R DURO-SP | S700 | ||||||
マトリックス系 | QHZ | DRM1 DRM2 DRM3 MH85 | KMX1 KMX2 KMX3 | YXR3 YXR7 YXR33 | DURO-FZ DURO-F1 DURO-F3 DURO-F7 DURO-V2 DURO-V5 | |||||
粉末高速 度工具鋼 | SKH40 | SPM30 | DEX40 | HAP40 | FAX38 | VANDIS30 | S590 | |||
マトリックス系 | DEX-M1 DEX-M3 | HAP5R | ||||||||
その他 | SPM23 SPM60 SPMR8 SPMV6 SPMX4N | DEX20 DEX60 | HAP10 HAP50 HAP72 | FAX31 FAX40 FAX55 FAXG2 | VANADIS23 VANADIS60 | S290 S390 S690 S790 |
熱間金型用鋼
分類 | JIS相当 | AIAI相当 | 愛知鉄鋼 | 山陽特殊鋼 | 大同特殊鋼 | 日本高周波公鋼業 | プロテリアル | 不二越 | 三菱製鋼 | ウッデホルム | ボーラー |
合金工具鋼 | SKD4 | DH4 | KD4 | ||||||||
SKD5 | H21 | DH5 | KD5 | ||||||||
SKD6 | H11 | DH6 | KD6 | VIDAR | W300,W400 | ||||||
SKD61 | H13 | SKD61 | QD61 | DHA DHA1 | KDA | DAC | ORVAR-2M | W302 | |||
SKD61(改) | AUD61 AUD60A | QDA61 QDN QDX- HARMOTEX QDN1-R | DHA2 DH21 DHA- WORLD DH31-S DH31-EX | KDA1 KDA1S KDMAX | DAC-S DAC3 DAC10 DAC55 DAC-MAGIC | ORVAR-S DIEVAR FORMVER | W303,W403 | ||||
SKD61 (快削) | DH2F | KAP90F | FDAC | ||||||||
SKD62 | H12 | QD62 | DH62 | KDB | |||||||
SKD7 | H10 | DH72 | KDH1 | W320 | |||||||
SKD7(改) | AUD72 | QDH | DH32 DH71 DH73 | DAC40 YEM-K | DURO-N1 | ||||||
SKD8 | H19 | DH41 | KDF | ||||||||
SKD8(改) | DH42 | KDF4 | MDC-K | ||||||||
SKT4 | L6 | SKT4A | Qt41- HARMOTEX | GFA | KTV | DM | ALVAR14 | W500 | |||
SKT4(改) | QDT | GF78 | TD3 | ||||||||
析出硬化鋼 | AUD91 MPH-K | DH76 | HD22B | ||||||||
その他 | QF5 | DH-A Thermo | BURE BALDER | ||||||||
高速度 工具鋼 | マトリックス系 | QHZ | DRM1 DRM2 | KMX1 | YXR33 | DURO-FZ DURO-F1 | W360 |
プラスティック金型用鋼
分類 | 硬さ | JIS相当 | AIAI相当 | 愛知鉄鋼 | JFEスチール | 山陽特殊鋼 | 大同特殊鋼 | 日本高周波公鋼業 | プロテリアル | 不二越 | ウッデホルム | ボーラー |
ブリハードン鋼 | 13 | SC系 | 1055 | JFE-MD1 | PC55 | KPM1 KPMAX | ||||||
28 | SCM系 | 4140 | JFE-MD3 JFE-MD5 | PDS3 | ||||||||
33 | SCM(改) | P20 | PCM30 | PX5 PXA30 | KPM30 | HPM7 | M200 M201 M238 | |||||
SUS系 | S420系 | S-STAR D-STAR | GHX | HPM38 | PROVA-400 PROVA-450 | STAVAX | M303 M310 | |||||
SUS系(快削) | G-STAR | HPM77 | RoyAlloy | M315 | ||||||||
35 | SUS系 | S17400 | QSH6 | NAK101 | U630 | PSL | CORRAX | N700 | ||||
36 | SCM(改) | P20 | JHX | IMPAXXHH | ||||||||
40 | SUS系 | EDRO400 | M303HH | |||||||||
SKD61(改) | H13 | DH2F | KAP90F | FDAC | ||||||||
P21 | PCM40S | NAK80 | KAP88 | HPM-PRO | M461 | |||||||
P21(快削) | PCM40 | NAK55 | KAP65 | HPM1 | M261 | |||||||
P21(耐錆) | CENA1 CENA-V | |||||||||||
HPM-MAGIC | NIMAX | |||||||||||
焼きれ 焼戻し鋼 | 60 | SKD11(改) | D2 | AUD11 | QCM8 SPMR8 (粉末) | PD613 | NOGA | HPM31 ZCD-M | RIGOR SLEPNER CALDIE CALMAX | K105 K110 K340 | ||
57 | SUS系 440C | S44004 | QPD5 SPC5 (粉末) | SUS440C | SUS440C | SUS440C | 440C PROVA-500 (粉末) | ELEMAX | M340 M390 N685 N690 N695 | |||
52 | SUS系 420 | S420系 | S-STAR D-STAR G-STAR | GHX | HPM38 HPM38S HPM77 | PROVA-400 PROVA-450 | STAVAX POLMAX MIRRAX | M310 M333 | ||||
時効処理鋼 | 50以上 | マルエー ジング鋼 | QM300 | MAS1C | KMS | YAG | EXEO-M21 | V720 V721 | ||||
その他 | CORRAX | |||||||||||
40 | 非磁性鋼 | NMS1 | HPM75 |
高速度工具鋼
分類 | JIS相当 | AIAI相当 | 山陽特殊鋼 | 大同特殊鋼 | 日本高周波公鋼業 | プロテリアル | 不二越 | ウッデホルム | ボーラー |
タングステン系 | SKH2 | T1 | H2 | YHX2 | SKH2 | S200 | |||
SKH3 | T4 | H3 | SKH3 | S305 | |||||
SKH4 | T5 | H4 | SKH4 | ||||||
SKH10 | T15 | HV5 | |||||||
モリブデン系 | SKH51 | M2 | QH51 | MH51 | H51 | YXM1 | SKH9 | S600 S614 S401 | |
SKH52 | M3-1 | H52 | HM1 | ||||||
SKH53 | M3-2 | HV1 | S607 | ||||||
SKH54 | M4 | HV2 | HM4 | ||||||
SKH55 | HM35 | YXM4 | HM35 | S705 | |||||
SKH56 | M36 | HM36 | HM36 | ||||||
SKH57 | HV10 | XVC5 | HS93R | S700 | |||||
SKH58 | M7 | HM3 | HM7NN | S400 | |||||
SKH59 | M42 | HM42 | YXM42 | HM42 | S500 | ||||
その他 | S70 | YXM27 YXM60 | HS53M HS97R HM1 HMT12 HM33 SKH9D DURO-SP | ||||||
マトリックス系 | マトリックス系 | QHZ | DRM1 DRM2 DRM3 MH85 | KMX1 KMX2 KMX3 | YXR3 YXR33 YXR7 | DURO-FZ DURO-F1 DURO-F3 DURO-F7 DURO-V2 DURO-V5 | W360 | ||
粉末系 | SKH40 | SPM30 | DEX40 | HAP40 | FAX38 | VANADIS30 | S590 | ||
その他 | SPM23 SPM60 SPMR8 SPMV6 SPMX4N | DEX20 DEX60 DEX-M1 DEX-M3 | HAP10 HAP50 HAP72 HAP5R | FAX31 FAX40 FAX55 FAXG2 | VANADIS23 VANADIS60 | S290 S390 S690 S790 |