図面にS45Cと書いてある。
SS400と何が違うのか手が止まった人もいるはずです。
私は走行部の軸など力がかかる部品でS45Cを扱ってきました。
イメージとしてはSS400より強い材料という感覚を持っていました。
ただこの感覚だけで進めると危ないところもあります。
S45Cは普通鋼と同じ感覚では扱えない材料なんです。
S45Cとは何の材料か｜機械構造用炭素鋼
先に答えを書きます。
S45Cは機械構造用炭素鋼として使われる代表的な鋼材で軸など力がかかる部品に選ばれます。
JISではG4051の機械構造用炭素鋼鋼材に分類される鋼材です。
名前のとおり機械の部品に使うことを想定した鋼材なんです。
SS400のように建物や構造物に広く使う普通鋼とは狙いが違います。
軸やピンなど機械部品で必要な強度や硬さを狙って選ばれることがあります。
私が扱ってきたのも走行部の軸のように力がかかる部品でした。
ここにただの普通鋼を使うわけにはいかない場面があるということです。
S45Cの「S」「45」「C」は何を表すのか
S45Cという記号には意味があります。
SはSteelの鋼でCはCarbonの炭素です。
間の45は炭素量の水準を表します。
S45CのJIS上の炭素量は0.42〜0.48%です。
炭素の量が材料の性格を決める大きな要素です。
S-C系では数字が大きくなるほど炭素量の水準も高くなると、押さえておくと図面が読みやすくなります。
ただ正確な成分や範囲はJISで細かく決められています。
細部はメーカーの材料資料やJISで確認するのが確実です。
S45CとSS400の違い（比較）
S45CとSS400はよく比べられます。
ただS45Cが上でSS400が弱いという話ではなく選ばれる理由が違います。
| 項目 | S45C | SS400 |
|---|---|---|
| 分類 | 機械構造用炭素鋼（SC材） | 一般構造用圧延鋼材 |
| 主な用途 | 軸やピンなど機械部品 | 建築や製缶など構造物 |
| 炭素量 | 多め（0.42〜0.48%） | 少なめ |
| 熱処理 | 焼入れなどで硬さを持たせやすい | 炭素が少なく焼入れには向かない |
| 溶接 | 割れに注意がいる | 比較的しやすい |
| 入手性 | 丸棒などで入手しやすい | 板など広く入手しやすい |
用途で選ぶ材料が違うだけで優劣ではありません。
どちらを使うかは図面の指定に従います。
大きな違いは炭素の量です。
S45CはSS400より炭素が多い分だけ硬さや強さを出しやすい一方で溶接などで気をつける点も出てきます。
ここで発注や製作の側として一つ言いたいことがあります。
図面の用途や強度条件に対してSS400でよいのか疑問を感じたら私は設計へ確認します。
ただし材料を最終的に決めるのは設計です。
私は図面で作る側なので疑問を投げても最後の判断は設計責任になります。
比較の土台になる普通鋼SS400の特徴はこちらにまとめています
S45Cが機械部品によく使われる理由
なぜS45Cが機械部品によく使われるのか。
理由は炭素の量と扱いやすさにあります。
S45CはSS400より炭素量が多く熱処理で硬さや強さを持たせやすい材料です。
機械部品として切削や研削されることが多い材料でもあります。
だから軸やピンなど機械部品に使われる代表的な材料です。
私が走行部の軸で使ってきたのもこういう理由があったわけです。
ただし「S45Cなら必ず硬い」というわけではありません。
熱処理をどうするかや使い方で持たせる性質は変わってきます。
S45Cと熱処理の関係（詳細は別記事へ）
S45Cは熱処理とセットで語られることが多い材料です。
炭素が多いので焼入れなどで必要な硬さを持たせられるからです。
ただしS45Cだから必ず焼入れするわけではありません。
生材のまま使うことも調質材や焼入れ材として使うこともあり状態で性質が変わります。
一方で熱処理をすると寸法や形が変わる場合があります。
狙った硬さは出ても歪みが出て困ることもあるということです。
だから熱処理を前提にするなら寸法変化まで考えて段取りします。
どの工程で熱処理を入れるかは加工屋や熱処理業者と相談します。
熱処理後の寸法変化と加工順の話はこちらで詳しく書いています
S45Cを溶接するときの注意
ここは私が特に気をつけてきたところです。
S45Cは溶接が割れやすいので注意して指示を出してきました。
S45Cだからと油断しないというのが私のやり方でした。
普通鋼のつもりで溶接すると痛い目を見ることがあります。
炭素が多い鋼は溶接で割れやすい傾向があるとされています。
予熱など条件に配慮がいる場合もあるので普通鋼と同じではありません。
ただ私は具体的な溶接条件をここで数字で言い切れません。
予熱や溶接材料の条件はメーカーやJISの資料や溶接管理の指示で確認します。
「S45Cは溶接できない」とも「問題ない」とも言い切らないほうがいいです。
割れのリスクを軽く見ずに条件を確認して進めるのが安全です。
S45Cの黒皮材・磨き材とは
材料屋から黒皮か磨きか聞かれて迷う人もいます。
ここで大事なのは材質と表面の状態は別の話やということです。
S45Cという材質と黒皮や磨きという状態は別物です。
同じS45Cでも黒皮のものと磨きのものがあります。
黒皮は表面に酸化被膜が残った状態です。
みがき材は冷間引抜などで寸法や表面を整えた材料として流通します。
「S45Cなら必ず黒皮」でも「必ず磨き」でもありません。
何で頼むかは後工程や仕上がりに合わせて材料屋と決めます。
黒皮のまま機械加工するときの発注寸法の話はこちらにまとめています
S45Cを材料屋へ注文するときに確認すること
S45Cを頼むときは材質名だけでは足りません。
形状や寸法や黒皮か磨きかや熱処理の有無や後工程や数量まで伝えて確認します。
特に機械加工が入るなら仕上がり寸法ぴったりで頼めばよいとは限りません。
削る分を見込んで少し大きめで頼む考え方も要るからです。
このあたりを最初に押さえておくと材料屋も合うものを出しやすくなります。
後になって足りないやり直すという手戻りも減ります。
機械加工で仕上げ代を残して大きく頼む話はこちらにまとめています
材質を勝手に変更しない
最後にもう一度言っておきたいことがあります。
材質を勝手に変えず図面の指定に従うことです。
S45CをSS400へ勝手に落としたり逆に強いからと別用途へ流用したりしません。
材料は設計が狙いを持って選んでいるからです。
私は図面で作る側で溶接や発注の指示も出してきました。
疑問があれば指摘はしますが材料を最終的に決めるのは設計です。
だから変えたいときや迷ったときは自分で決めません。
設計や監督や材料屋に確認してから動くのが安全です。
まとめ
S45Cは機械構造用炭素鋼で軸など力がかかる部品に使われる材料です。
SS400とは優劣ではなく選ばれる理由が違います。
炭素が多い分だけ熱処理で硬さや強さを持たせやすい一方で溶接は割れに注意がいります。
黒皮か磨きかという状態の話は材質そのものとは別です。
勝手に代替せず図面の指定とメーカー資料を確認する。
これがS45Cと付き合うときの基本になります。
同じ鉄でも役者が違えば使いどころも違います。
適材適所で選ぶから機械はちゃんと動くんやと思います。
材料屋へ何を伝えて発注するかの全体像はこちらにまとめています
図面で作ってきた側の実感はシンプルです。
材料の狙いを確認して指定どおりに扱うだけで事故はぐっと減ります。
本日もご安全に！
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