中炭素鋼とは

スチールは、主に鉄で構成され、0.2〜2.1パーセントの炭素を含む金属の合金です。 すべての鋼には炭素が含まれていますが、「炭素鋼」という用語は、主な合金成分として炭素を含む鋼に特に適用されます。 中炭素鋼は、0.30〜0.60％の炭素を含む炭素鋼です。 また、マンガン含有量は0.6〜1.65％です。 このタイプのスチールは、強度と延性のバランスがよく、多くのタイプのスチール部品で一般的です。

鉄は鉄原子の結晶格子で構成されており、原子が互いにすれ違って、純粋な鉄を比較的柔らかくします。 鋼中の炭素はこの傾向を減らし、中炭素鋼を鉄よりも硬くします。 クロム、マンガン、タングステン、バナジウムなどの追加元素も、鋼の硬化剤として機能します。 これらの要素の正確な割合は、鋼の特定の特性を決定します。

炭素を追加すると鋼が硬くなりますが、もろくなるため、炭素鋼の製造には硬度と延性のバランスが必要です。 中炭素鋼の最も一般的な用途は、車軸、クランクシャフト、カップリング、ギアなどの重機です。 炭素含有量が0.4〜0.6パーセントの中炭素鋼は、車軸、レール、車輪を製造するために鉄道業界で一般的に使用されています。

中炭素鋼を熱で処理すると、延性、硬度、強度などの機械的特性が大きく変化します。 鋼の熱処理は、熱や電気を伝導する能力など、他の特性にもわずかに影響します。 鋼を熱で処理するためのさまざまな方法があります。

中炭素鋼の炭素とマンガンの含有量は、このタイプの鋼の焼入れと焼戻しを熱処理の最も一般的な方法にします。 このプロセスでは、通常、鋼を1,333°F（約723°C）未満に繰り返し加熱し、油や水などの液体で急冷して急速に冷却します。 このプロセスの温度と時間により、製造業者は鋼の最終特性を正確に制御できます。

肌焼きは、鋼の外側にのみ影響を与える鋼を硬化するプロセスです。 これにより、より延性のある内部を備えた、硬く耐水性のある外部が生成されます。 炭素鋼は、厚い炭素鋼部品を完全に硬化させることが難しいため、しばしば表面硬化されます。 中炭素鋼よりも多くの合金化剤を含む鋼は、硬化する能力が高く、表面硬化する必要がない場合があります。