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物質名称

縦弾性係数

密度

比熱

熱伝導率

熱拡散率

線膨張係数

×103kgf/mm2

×103kg/m3

kJ/kg･K

W/(m･K)

mm2/s

K-1

鉄(SS400)

21.2

7.86

0.473

51.6

13.9

11.8

鋳鉄(FC250)

15.2

7.25～7.4

0.503

42.8

11.6

10.0

SUS304

20.4

7.91

0.499

16.0

4.07

13.6

ｱﾙﾐﾆｳﾑ

7.03

2.79

0.904

222

90.6

23.6

銅

13.0

8.96

0.415

355

95.7

17.1

りん青銅

8.08

8.8

0.380

84

25

17.8

7/3黄銅

10.1

8.5

0.396

121

35.8

19.9

参考：設計者に必要な材料の基礎知識 これだけは知っておきたい機械材料の知識とデータ(実際の設計選書),
日刊工業新聞社

材料の許容応力
（kgf/mm2=9.8MPa）

応力

荷重

軟鋼

中硬鋼

鋳鋼

鋳鉄

黄銅

りん青銅

引張

a

9～15

12～18

4～12

3

2.1

7

b

6～10

8～12

4～8

2

1.4

4.5

c

3～5

4～6

2～4

1

―

―

圧縮

a

9～15

12～18

9～15

9

9～6

6～9

b

6～10

8～12

6～10

6

2.7

せん断

a

7.2～12

9.6～14.4

4.8～9.6

3

―

5

b

4.8～8

6.4～9.6

3.2～6.4

2

―

3.2

c

2.4～4

3.2～4.8

1.6～3.2

1

―

―

曲げ

a

9～15

12～18

7.5～12

―

―

―

b

6～10

8～12

5～8

―

―

―

c

3～5

4～6

2.5～4

―

―

―

ねじり

a

6～12

9～14.4

4.8～9.6

―

―

3

b

4～8

6～9.6

3.2～6.4

―

―

2

c

2～4

3～4.8

1.6～3.2

―

―

―

1.a：静荷重、b：繰返し荷重（交番荷重を除く）、ｃ：交番荷重
概略a：b：ｃ＝1：2/3：1/3
2.衝撃のある場合は表の値の1/2とする
3.軟鋼の高い値はC＝0.25％のとき、中硬鋼の高い値はC=0.5％のとき、
鋳鋼の高い値はよく焼なまし、肉厚一様のときの値

参考：機械要素のシステム設計,日刊工業新聞社

材料の強さ,硬さ
生材

引張強さ
σB(kgf/mm2) = 20+C
C：ポイント（％×100）

降伏点
σS(kgf/mm2) = σB×50％

疲労強度
σW(kgf/mm2) ≒ 1/2×σB

硬さ
HB = 60+3C
C：ポイント（％×100）

45Cの場合

20+45=65 (kgf/mm2)
焼入れ･焼戻し

引張強さ
σB(kgf/mm2)
≒ 1/3×HB
≒HV ≒ 3.2×HRC
≒ 2.1×HS　　(HB＜500)

降伏点
σS(kgf/mm2) = σB×80％

丈夫で長持ちする機械部品には降伏比（σS /σB）が80％以上になるように熱処理することが望ましい

硬さ
HRC = 30+0.5C　（フルマル硬さ）
HRC = 20+0.5C　（ハンマル硬さ）
HRC = 10+0.5C　（ノンマル硬さ）
C：ポイント（％×100）

45C調質(HRC25)の場合

←3.2×25=80 (kgf/mm2)



S45Cの場合

←30+0.5×45=52.5
←20+0.5×45=42.5
←10+0.5×45=32.5

硬さの換算式

HS ≒ HRC+15
HS ≒ HB/10+13
HB ≒ HV

JIS普通鋼材、JIS合金鋼材
一般構造用圧延鋼材(SS材)

JIS鋼材のうちで最も多く使われている鋼種
SS材は製綱技術の進歩向上に伴って品質も安定
常温以上350℃までの範囲では安全に使用することができる

SS400

溶接は板厚50mm以内
板厚が50mm以上の溶接の場合はSM材を使うのが良い

SS490,SS540
原則として溶接しない方面に使うのが安全

 
溶接構造用圧延鋼材(SM材)

溶接性に優れている

 

 SM490以上では溶接に十分な注意と適当な熱処理が必要
機械構造用炭素鋼材(S-C材)

S10C～S58C
C%　0.08～0.61%

 

S-CK材
S09CK、S15CK

浸炭肌焼き専用鋼
構造用合金鋼材(SA材)

SCM、SNCM

一般にCrやMoを含むものは焼きが入りやすいので、大形部品用
Niを含むものはじん性を必要とする物に適材

 
焼入れ性を保証した構造用鋼材(H鋼材)

所要の焼入れ硬化が確実に得られる

 
工具用炭素鋼材(SK材)

C%によってSK1～SK7に分類

一番使いやすいのはSK5
耐摩耗性を必要とする時は焼入れ後､低温焼戻し(200℃焼戻し)

強じん性を必要とする時は高温焼戻し(400～600℃調質)
素材としては球状化焼なましをほどこした物を使用

SK5

一番焼きが入りやすく､耐摩耗性やじん性に優れている
合金工具鋼材(SKS,SKD材)

SK材にW､Cr､Mo､Vなどを添加して耐摩耗性､耐衝撃性､不変形性､耐熱性などをそれぞれ発揮させるようにした工具鋼

高速度工具鋼(SKH材)

耐熱性に乏しい
切削工具63HRC以上に熱処理
JISではW系が10番台､Mo系が50番台

 

W系（タングステン）

耐熱性が良い

 

SKH3
Mo系（モリブデン）

じん性に優れている

SKH51(Mo系)

もっとも使用されている
耐摩耗性と耐熱性(約500℃)に優れている

 
ステンレス鋼材(SUS材)
13Cr系(マルテンサイト系)

硬化型
焼入れ硬化するので、耐食用強力部材に使用される
耐磨耗性、耐食性に優れている
いずれも焼入れ・焼戻しして使用する

 

SUS420J2
機械構造用部品

SUS440C
刃物工具
18Cr系(フェライト系)

軟質型
焼きが入らず、塑性加工に適し、溶接性もやや良好

SUS430

１８Crステンレス鋼
軟質
焼が入らない
熱膨張係数 小　（SUS304の約1/2）

SUS430同士はかじる
SUS304より安い

 
18-8系(オーステナイト系)

耐食型
耐食性が最も優れている
軟らかくて強度も強い

-150℃にサブゼロ処理するとマルテンサイトに変化して硬化する
窒化や浸炭をすると表層が硬くなるが耐食性は劣化する

SUS304

450～850℃に再加熱すると耐食性が劣化して粒界腐食を起こすようになるので注意

つまり、熱に弱い
非磁性でマグネットにつかない

常温加工するとマグネットにつくようになるので、これを防ぐには温間加工（100～150℃）する

 
PH系(析出硬化系)

硬化型
固溶化熱処理（S処理）した後、析出硬化処理（H処理）して使用
強力ステンレス鋼

 

17-4PH(SUS630)、17-7PH(SUS631)の2種
高C-Cr軸受鋼材（SUJ材）
耐磨耗性が大きい
現在SUJ材は丸物がが大部分

SUJ材は熱処理もやさしく、耐磨耗性もあり、鋼材価格が安いので大いに活用すべき

SUJ2
一般用
SK5材にCrが約1.0％添加されているにもかかわらず、鋼材価格が20％も安いうえに、耐磨耗性が優れているので、安価な耐摩耗用鋼として活用すべき

SUJ3
Mnが含まれているので、厚肉大物用

 
ばね鋼材（SUP材）
耐衝撃性や耐疲労性に富んでいるので、ばねに限らずその特性を必要とするところに多用するのがよい

SUP6,SUP9
一番良く使われる
快削鋼材（SUM材）

普通の鋼よりも被切削性を良くした鋼

低C鋼をベースにしたものは、機械的性質があまり要求されない物に使用

S30～50CをベースにしたPb又はS快削鋼は強度を必要とする部材に使用

Pb快削鋼
機械的性質主体
展延性に富み、機械的性質に方向性はない
327℃より高い温度では機械的性質が劣化する
ベース鋼と同じように調質したり、浸炭肌焼きして使用する

S快削鋼
快削性主体
機械的性質に方向性があり、圧延と直角方向では延性やじん性が多少劣る

 

非調質鋼

S-C材やSA材にV､Nb､Tiなどを少量添加(マイクロアロイ)し鋼材圧延の際､冷却速度を調整して強度を保証したもの

調質鋼より強じん性に欠ける
S45CやSCM435をマイクロアロイした物が多い
まだJIS化されていない

 

例
TSC-3（東信鋼鉄）
HRC25±3
プレハードン鋼

鋼材メーカがあらかじめ熱処理した物
HRC40～45になっており、このまま機械加工して使える

熱処理による変形や脱炭などが起こらないので、部品製作に好都合

 

 SKD61

例
NAK55
HRC40

 

JIS鋳鉄
ねずみ鋳鉄（FC）

普通鋳鉄品（FC100～250）は鋳造性はよいが、もろくて弱いことが欠点

振動の吸収能力がよい

FC300とFC350は引張強さが300N/mm2以上あるので、強じん鋳鉄あるいは高級鋳鉄ともいわれる（ミーハナイト鋳鉄もこれに含まれる）

組織が微細で、強じんのうえ耐磨耗性に富んでいるので強力部品に多用される

表面焼入れ（高周波焼入れや火炎焼入れ）によって耐磨耗性をさらに増加させることができる
球状黒鉛鋳鉄（FCD）

鋳鉄中の黒鉛が球状化しているので、機械的性質が良好で、耐磨耗性に富んでいる

FCD450
オーステンパすると、引張強さが約1000N/mm2、伸び10％が得られる
オーステンパしたFCDをADI(Austempered Ductile Iron)という

 

参考：ＪＩＳ使い方シリーズ　熱処理技術マニュアル 増補改訂版,日本規格協会


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