金属材料の基礎知識

金属材料の基礎知識 金属材料の基礎知識

金属材料は、現代社会の技術と産業の発展において欠かせない重要な素材です。私たちの日常生活から最先端の科学技術に至るまで、金属は幅広い用途で利用されています。自動車、航空機、建築物、電気製品、医療機器など、あらゆる分野で金属材料が使用されています。本記事では、金属材料の基本的な特性、分類、製造プロセスについての基礎知識を詳しく紹介します。これにより、金属材料の理解を深め、その特性や用途を効果的に活用するための知識を提供します。

金属材料は、その優れた特性から、私たちの生活や産業において広く利用されています。鉄鋼材料と非鉄金属は、それぞれ異なる特性を持ち、用途に応じて選ばれます。製造プロセスの違いも理解することで、金属材料の適切な選定と利用が可能になります。金属材料の基礎知識を深めることで、技術者、作業者としてのスキルを向上させることができるでしょう。
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現場で役立つ!フェライト系・オーステナイト系ステンレス鋼の性質と用途

ステンレス鋼とは、主成分に鉄(Fe)をもち、クロム(Cr)を10.5%以上含む合金鋼のことを指します。クロムの働きにより酸化被膜(不動態皮膜)が形成されることで、高い耐食性を有するのが特徴です。ステンレス鋼は主に以下の5つに分類されます。
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亜鉛合金の加工性・耐食性・強度を徹底分析!

製品の設計段階において、「軽量化したい」「外観をきれいに仕上げたい」「加工コストを抑えたい」といったニーズに直面することは珍しくありません。そのようなとき、機械部品や外装部品の素材として有力なのが亜鉛合金(Zinc Alloy)です。今日は、亜鉛合金の「加工性」「耐食性」「強度」に焦点を当て、設計者・調達担当者が素材選定に失敗しないための知識を詳しく解説します。
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炭素鋼の種類と特徴を比較!SS材・S45C・工具鋼の違いとは?

金属加工や製品設計を行う上で欠かせない素材のひとつが炭素鋼です。鉄に炭素を添加したこの鋼材は、コストパフォーマンス・機械的特性・加工性などに優れ、広く利用されています。特に代表的なSS材(構造用鋼)、S45C(機械構造用鋼)、SK材(工具鋼)は、用途ごとに最適な材料選定を行う上で必須の知識です。
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金属の耐久性を徹底解説:寿命を左右する3つの要素

金属材料は、その優れた機械的特性や加工性から、建築、機械、航空宇宙など多岐にわたる分野で重要な役割を果たしています。しかし、金属は環境条件や負荷状態によって劣化や損傷を受ける可能性があり、その耐久性は製品の安全性と寿命に直結します。今回は金属の耐久性に影響を与える要因、評価方法、そして耐久性を向上させるための技術について詳しく検討します。
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プリハードン鋼の硬度・靱性バランスとその活用事例

金型材料の選定において、硬度と靱性のバランスは最も重要な判断要素のひとつです。中でもプリハードン鋼は、加工性・耐摩耗性・衝撃耐性をバランスよく備え、「焼入れレス」で即加工に入れる利便性から、国内外の金型製造現場で高い評価を得ています。今日は、プリハードン鋼の持つ特性を材料科学的視点から深掘りしつつ、どのような製造現場で選ばれているのか、なぜ選ばれているのかを明確に解説します。
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金属材料選定の決め手!比重・ヤング率・熱膨張率の正しい理解【設計・加工現場で役立つ実践知識】

製品設計や加工工程において「どの金属材料を選ぶか」は、製品性能・コスト・品質・納期に直結する非常に重要な工程です。しかし、選定基準として強度や硬度だけを重視してしまうと、実際の使用環境や加工時に思わぬトラブルが発生することがあります。そこで今回は、金属の物理的特性の中でも特に重要な「比重」「ヤング率」「熱膨張率」について、基礎から応用まで詳しく解説します。
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金型用鋼「NAK55」のメリットと注意点|熱処理不要で高精度加工!

NAK55(ナック55) は、大同特殊鋼が開発したプリハードン鋼(Pre-hardened Steel)で、プラスチック金型に特化して設計された合金工具鋼です。出荷時点で硬度が約40HRC前後に調整されており、追加の熱処理が不要なことが最大の特徴です。
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金属加工で注意すべき“見えない力”|残留応力の基礎知識

金属加工では、図面通りに寸法を仕上げ、表面精度や強度などを満たすことが当然のように求められます。しかし、それだけでは本当に高品質な製品とは言えません。実は、見えない内部の「力」=残留応力(residual stress)が、製品の変形・割れ・寿命短縮などの不具合を引き起こす“隠れた原因”となっていることが少なくありません。
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なぜ粒界腐食が起こる?金属劣化を防ぐための基礎知識

粒界腐食(Intergranular Corrosion, IGC)は、金属構造物の信頼性を脅かす重大な腐食現象です。特にステンレス鋼などの耐食性金属で発生するため、「腐食に強いはずの材料が突然破断した」といったトラブルの原因となりがちです。粒界腐食の発生メカニズムから、なぜ特定の材料・条件で顕著になるのか、さらには実務で役立つ防止対策を解説
コラム

ハイエントロピー合金の特性解析と産業応用の可能性を徹底解説

近年、従来の常識を覆す金属材料として「ハイエントロピー合金(High Entropy Alloy:以下HEA)」が世界中の研究者や技術者から注目を集めています。従来の合金設計とは異なるアプローチで構成されるこの新素材は、構造材料・機能材料の両面で革命的な性能を示し、将来の製造業や先端産業の材料戦略に大きな変化をもたらす可能性を秘めています。
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アルミ製品の耐久性アップ!アルマイト処理の基礎知識【徹底解説】

アルミニウムは空気中でも自然に酸化して薄い酸化被膜を作りますが、自然発生の膜はわずか数ナノメートル程度と非常に薄く、耐食性や耐摩耗性には限界があります。アルマイト処理を施すことで、数ミクロンから数十ミクロンに達する厚い酸化皮膜を作り出し、アルミ製品の弱点を補強できるのです。
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伝導性で選ぶ金属材料|導電性・放熱性を活かす設計のポイント

近年、電子機器の高性能化・小型化・高出力化が進む中で、金属材料の「伝導性」に対するニーズが急増しています。特に電気伝導性(導電性)と熱伝導性(放熱性)は、製品設計の根幹に関わる性能要素であり、これらをうまく活かすことでエネルギーロスの低減や熱暴走の回避、製品寿命の延長といった成果が期待できます。
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引っ張り強さの測定方法とJIS規格のポイント解説|材料選定の基本を押さえよう

ものづくりの現場において、製品の強度や信頼性を左右する「引っ張り強さ(引張強さ)」は非常に重要な物性値です。特に金属や樹脂、ゴムなどの材料にどれほどの力が加えられるかを見極めるうえで、この数値は設計・加工・品質保証のすべてのフェーズで活用されます。
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ミルシートとは?金属材料の品質証明書をわかりやすく解説

ミルシートとは何か?金属材料の品質証明書としての役割や記載内容、活用方法を初心者にもわかりやすく解説。偽造防止のチェックポイントやJISとの関係も詳しく紹介します。金属加工や製造業に関わる方なら、一度は耳にしたことがある「ミルシート」。特に鋼材やアルミ、銅などの金属材料を仕入れる際には、品質管理の観点から非常に重要な書類です。
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SKD61とSKD11の違いは?用途と性質を徹底比較|金型材料の選定に迷わない!

金型設計・製作の現場で頻繁に名前の挙がる鋼材「SKD61」と「SKD11」。どちらもJIS(日本工業規格)で定められた工具鋼ですが、それぞれ「熱間ダイス鋼」と「冷間ダイス鋼」という分類に分かれ、性能や用途が大きく異なります。今日は、SKD61とSKD11の違いを化学成分、物理特性、熱処理、加工性、耐久性、コストなど多角的に比較。
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