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鋼種って何？

「鋼種」はＪＩＳに定めた呼び方やメー カーがつけた名前のほかに通称などがまじりあっている上に、それが混同されて用いられることもあるために、わかりにくくなっています。　しかし、流通して いる鋼材の多くは「メーカーが呼称する名前＝メーカーの鋼種名」が多く、それをそのまま用いるのが無難でしょう。
熱処理の際には、鋼種を間違うと 大変なことになりますから、記号や数字を間違えないように注意します。
当社における熱処理不具合の第1位は鋼種名と実物の内容が違う「異材混入に よるトラブル」で、ほとんどすべてがお客様の取り扱い段階で生じております。材料メーカーもそれを恐れていて、メーカーでは独自の方法で鋼材を色分けした りシールを張ったりして鋼材名を間違わないように区分されています。でも、お客様がどこかで間違って当社に持ってこられるケースが多いようです。
鋼 種名を間違えると、商品をダメにするか、少なくともお客さんの希望で再熱処理する場合でも熱処理代を再度請求されることになってしまいます。
これ を防ぐためにも、鋼材を購入した際には「会社名＋鋼種名」を控えておき、途中で混ぜ合わせない工夫をして、そして、熱処理を依頼する場合には鋼種名を正し く知らせることが重要です。たとえば、「日立金属のＡＴＳ-34」とか、「大同特殊鋼のカウリＸ」ということではっきりと伝わります。

こ れは大変大事なことで、工具鋼の場合にはＪＩＳ鋼種名として流通している鋼は全体的に見て非常に少なく、このためにこれらの多くはメーカーの鋼種名で流通 している「メーカー名」で呼ぶことを習慣づけていただくのがよいと思います。
たとえば、JIS鋼種の「SKD11」は日立金属「SLD」、大同特 殊鋼「DC11」、日本高周波鋼業「KD11」・・・などです。
これはどうでもいいことのように思われがちですが、当社の製品のように、3ｍ以上 の製品に穴をあけたものを熱処理しますと、メーカーごとに変寸比が違うために、メーカーが変われば1ｍｍ以上のピッチ誤差を生じるのは通例であって、メー カーと鋼種名の一致は重要なのです。
また、今でも「ダイス鋼」「ダマスカス鋼」「ゲージ鋼」などという昔ながらの俗称名で呼ぶ方もおられますが、 それでは化学成分さえも特定できないために「熱処理はできない」というようにお考えください。
そのように各社各様の鋼種名が存在しますので、熱処 理屋さんでもすべてのメーカーの鋼材の名前や特性を把握することさえも大変なのです。当社では、メーカー名と鋼種名がわかれば、それが今までにない鋼種で あってもメーカーに問い合わせすることで対応しています。

鋼種分類

ナイフに使われる鋼は、水焼入れする「炭素工具鋼 系」、焼入れ性を改善した「低合金工具鋼系」、合金元素を多くした「高合金工具鋼系」、耐腐食性を重視した「ステンレス系」、そして、通常の溶解製法では 作れない成分系のために工具鋼粉末から製造した「粉末系」に分類されることが多いようです。　後ろに行くほうが高価です。
メーカーからすると、炭 素工具鋼系より、粉末系のほうが優れているというデーターを出しているでしょうし、希少価値を求めて、新しく、高価な鋼種に人気が集まるのは仕方がないと 思います。
しかし、決して高価なものが性能が高いとは言えないことを理解していただいくことも大切です。刃物としての「ほしい特性」をとらえて、 自分が気に入った鋼種を選んでいただけるように、このＨＰでは一般には書いていない内容を含めて示していますので参考にしてください。
とはいうも のの、熱処理屋さんでは「なんでも熱処理できる」状態ではないのです。たとえば当社では、ナイフを含めて、工具を水焼入れする熱処理は基本的には受注して いません。なぜなら、均一に熱処理硬さを出すのが至難の業ですし、熱処理価格もそれに見合ったものをいただけないという理由からです。
こういう と、怪訝に思われるでしょうが、熱処理で硬さをいくらにして…というのが、焼入れ性の低い鋼種ではお客様に納得いただける成績を示すのが非常に難しいので す。
たとえば、「日本刀の焼入れをしてほしい」と、それを持ってこられても熱処理できません。成分的には、炭素工具鋼ですから、熱処理的には 800℃に加熱して「水焼入れ」をした後、160-200℃で焼戻しをすればよいのですが、テレビでご覧になったように、炭やコークスの中に刀を入れたと きの雰囲気や水冷する水の状態などは、極度にコントロールされたもので、当社の熱処理設備や技術ではそれができることを保証出来ないのです。
とこ ろで、今日の熱処理では真空炉が主体となっており、その仕上がりの美しさから多くの人に好まれていますが、それは、鋼材の焼入れ性が良くなっているものに 変わったためにそれが可能となったためで、熱処理技術が上がったからではないのです。鋼材の性能が上がったために、高度な「匠」の熱処理技術がいらなく なったためとも言えるのです。
このように、急速な冷却をしなくても「硬さだけはきっちり入る」というために、熱処理はやりやすくなっているのです が、このＨＰでは温度、時間、速度の観点から「ベストな熱処理」の考え方を説明して、製品の特性を引き出す考え方を説明していきますので、今までとは異な る切り口で個々の鋼種のいいところを見出していただきたいと思っています。

合金成分について

熱処理の書籍を見ると、「鉄炭素系の状態図」がしばしば 登場しますが、通常に使用している鋼材の熱処理を考えるときには、あまり参考になるものではないようです。
これは、鉄と炭素の2元系は平面図に、 何か（たとえばＣｒ）を加えると3元系になり、立体でつくることはできますが、それ以上の4元系になると表現できないし、変数が多すぎて実験も難しく実用 性も少ないために研究が進んでいないと言われています。　現在の鋼は多くの合金を含む多元系になっていて、単純な形でそれを表現できないものとなっていま す。
これを解決するためには、焼入れ性やその他の温度や機械的性質の変化に着目して、それを図表で示すことで実用化されています。
鉄鋼や 合金は資源ですので、「フェロアロイ（合金鋼の原料）の供給問題」もあって、関心も高いと思いますが、加える元素は多ければいいというものではなく、それ らを加えるとどうなるのかを少し知っておくことも大事でしょう。
押さえておくべき大まかな要素は
1）Ｃ量で硬さの最高値が決まり、 0.5％程度が素地に固溶することで最高になり、それ以上でも最高硬さは変わりません。しかし、炭化物として炭素がとられる場合は、その量を多くする必要 があります。
2）共析点や変態点が変化するので、加えていくことで熱処理温度を変える必要が出てきます。（特に　Ｍｏ　Ｓｉ　Ｗ　など）
3） 最高硬さが変化し、それに伴って強度（降伏・引張り・高温強さ）が増します。（特に　Ｍｎ　Ｓｉ　Ｎｉ　Ｍｏ　など）
4）焼入れ性が増しま す。（Ｍｎ　Ｃｒ　Ｍｏ　など）
5）炭化物をつくることで著しく耐摩耗性を増します。（Ｃｒ　Ｍｏ　Ｗ　Ｖ　など）
これを見ると、多いほ うがよいと思われるかも知れませんが、材料を作るときの問題や相互作用、劣化の要素などがありますので、鉄鋼の成分を決める場合には数多くの材料特性を試 験して決定されます。
この試験方法も構造用鋼材のような引張り試験や衝撃試験は高硬度の評価をするには不都合ですので、独特の方法（硬さと熱処理 温度の関係・硬さと抗折力の関係・硬さと10Ｒシャルピー値との関係・・・など）で評価試験をされますが、最初に、硬さと温度（特に焼入れ、焼戻し温度） との関係を見ていくことが重要になっています。
それの詳細は、他の項目で説明します。
上記（1）～（5）については、説明は省略して図表 のみを示します。（ここを参照）
【コ ラム】　銃刀法の改正に関してのお願い
H20年１月に銃刀法が改正され、H21年7月から刃渡り5.5ｃｍ以上の剣（両側に刃のついた刃物）の所 持が禁止になっています。　所持している場合は、廃棄することを義務付けています。
それまでの銃刀法でも、刃渡り15cｍ以上の刀等の所持禁止さ れていますし、6ｃｍをこえるものは携帯することを禁止されています。　そして、それ以下のものについても、軽犯罪法1条で「正当な理由なく隠して携帯す ること」を禁止しています。
当社においては、法律の規制対象品や所持禁止にかかる形状のものは熱処理依頼を受け付けませんので、カスタムナイフを 製作し、熱処理を依頼される場合は、法律を順守していただくようにお願いします。
当社では、すべての依頼記録、受渡しの記録、加工記録等を3年間 保持しています。公的機関等から提示を求められた場合は法律に基づいて個人情報等を含めて開示する場合もありますので、特に、刃物類については、安全に配 慮していただくようにお願いします。（第一鋼業）

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