鋼材の基礎知識
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鋼材について
手工具に使用される様々な鋼材。
鍛冶人達にとって鋼は切っても切り離す事のできない物であり、鋼の進歩により技術・性能も発展したと言っても過言ではありません。
鋼(はがね)・炭素鋼・合金鋼とは
鉄(Fe)に一定量の炭素(C)を含んだ物(鉄…炭素量0~0.04%、鋼…炭素量0.04%~2.1%)を鋼と言います。
また、炭素鋼とは鋼の5元素を含む物を指し、合金・特殊鋼とは5元素以外の元素を添加した材料(青紙鋼、ステンレス鋼など)を言います。
元素の特徴
炭素鋼の元になる5大元素と合金・特殊鋼の元になる添加元素を紹介をします。
元素記号 | 元素名 | 詳細説明 (5元素) |
C | 炭素 | 鋼にとって、硬さや強さを増す為には、なくてはならない元素です。 しかし、多すぎると硬いが大変もろくなる要因にもなります。 |
Si | ケイ素 | 溶鋼中の酸素を取り除く為の元素です。 強さ・硬さを増す作用がありますが、多いと火造りにもろさが出ます。 |
Mn | マンガン | 焼がよく入るようになる元素で鋼に靭性(じんせい)を加える要素があります。 また、溶鋼中の硫黄を取り除きます。(※靭性=粘り) |
P | リン | 含有量が少ないほど好ましい元素です。 寒い時に鋼を脆くさせる性質があります。 |
S | イオウ | 含有量が少ないほど好ましい元素です。 熱い時に鋼を脆くさせる性質があります。 |
元素記号 | 元素名 | 詳細説明 (主な添加元素) |
Cr | クロム | 靭性と焼き入れが増します。13%以上添加されると耐食性が高くなり「ステンレス鋼」と呼ばれるようになります。※耐食性とは腐食しない度合です。 |
Mo | モリブデン | 炭化物を作り、焼入れが入り易く強靭になり、焼き戻し後の粘りも強力になります。 切味・耐摩耗性が良く、ステンレス鋼では耐食性が高くなります。 |
W | タングステン | 炭化物を作り、焼入れが入り易く強靭になります。 高温度で高硬度の鋭い切味・耐摩耗性を得る事ができます。 |
V | バナジウム | 非常に硬い炭化物を作り、耐摩耗性がある強靭なものにします。 焼入れしても硬くならない脱炭を防止する効果があります。 |
主な鋼材の成分
各鋼材の成分を表にして紹介します。
元素名 鋼材名 |
C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | W | V |
SK5鋼 | 0.80 ~0.90 |
0.35 以下 |
0.50 以下 |
0.030 以下 |
0.030 以下 |
- | - | - | - |
白紙1号鋼 | 1.25 ~1.35 |
0.10 ~0.20 |
0.20 ~0.30 |
0.025 以下 |
0.004 以下 |
- | - | - | - |
白紙2号鋼 | 1.05 ~1.15 |
0.10 ~0.20 |
0.20 ~0.30 |
0.025 以下 |
0.004 以下 |
- | - | - | - |
青紙1号鋼 | 1.25 ~1.35 |
0.10 ~0.20 |
0.20 ~0.30 |
0.025 以下 |
0.004 以下 |
0.30 ~0.50 |
1.50 ~2.00 |
- | - |
青紙2号鋼 | 1.05 ~1.15 |
0.10 ~0.20 |
0.20 ~0.30 |
0.025 以下 |
0.004 以下 |
0.20 ~0.50 |
1.00 ~1.50 |
- | - |
青紙スーパー | 1.40 ~1.50 |
0.10 ~0.20 |
0.20 ~0.30 |
0.025 以下 |
0.004 以下 |
0.30 ~0.50 |
2.00 ~2.50 |
- | 0.30 ~0.50 |
銀紙1号鋼 | 0.80 ~0.90 |
0.35 以下 |
0.40 ~0.75 |
0.030 以下 |
0.020 以下 |
15.00 ~17.00 |
- | 0.30 ~0.50 |
- |
銀紙3号鋼 | 0.95 ~1.10 |
0.35 以下 |
0.60 ~1.00 |
0.030 以下 |
0.020 以下 |
13.00 ~14.50 |
- | - | - |
V金1号鋼 | 0.95 ~1.05 |
0.50 以下 |
0.50 以下 |
0.030 以下 |
0.030以 下 |
13.00 ~15.00 |
- | 0.20 ~0.40 |
- |
V金10号鋼 | 0.95 ~1.05 |
0.50 以下 |
0.30 ~0.50 |
0.030 以下 |
0.030 以下 |
14.50 ~15.50 |
- | 0.80 ~1.20 |
0.25 ~0.35 |
主な鋼材の成分
鋼材特徴を鍛冶屋さんの目線で◎、〇、△、× 基準のわかりやすい表にしました。鋼材の様々な特性を製品作りに活用しています。
注意:あくまでも個人の見解です。各職人によって多少認識のズレがあります。その点を踏まえて参考にして下さい。
※大変良い:◎ 良い:〇 可:△ 悪い:×
鋼材名 | HRC (硬度) |
加工性 | 耐久性 | 耐食性 | 特徴 |
SK鋼 (SK5) |
59~64 | ◎ | △ | × | 全ての元になるハガネ。リン・硫黄・などの不純物が少々多く、焼入れ加工しやすく低価格で購入できます。 |
スウェーデン鋼 (Cr13%以上) |
63~65 | ◎ | △ | 〇 | 不純物を極力低減されて純度の高い炭素鋼。切味が良く砥ぎ易いです。 |
白紙鋼 (白紙2号鋼) |
60~64 | 〇 | 〇 | × | 刃物鋼として特別に作られた不純物の少ない炭素鋼。焼入れ加工が難しいが砥ぎ易く、鋭利な刃がつけ易いです。 |
青紙鋼 (青紙2号鋼) |
60~64 | × | ◎ | × | サビる鋼の中では最高級。とても高い硬度で長切れします。白鋼に比べ砥ぎにくいですが、切味は持続します。 |
ステンレス鋼 (モリブデン鋼) |
57~60 | ◎ | × | ◎ | 最も一般的なステンレス鋼。クロム含量を多くして錆びにくくしている合金です。 |
銀紙鋼 (銀紙3号鋼) |
57~60 | △ | 〇 | 〇 | 主に和包丁用ステンレス鋼として使用する鋼。錆びにくく切味が良いです。叉、砥ぎ易いです。 |
V金鋼 (V金10号鋼) |
57~61 | × | ◎ | ◎ | 現在大変人気がある高級ステンレス鋼。硬さの中に粘りがあり、鍛造するとさらに性能が上がります。 |
ハイス鋼 | 65 | △ | ◎ | × | ドリル等で用いられる工具鋼。衝撃に強く、刃こぼれしにくいです。また、耐久性があります。 |
粉末ステンレス鋼 (ZDP) |
63~64 | × | ◎ | ◎ | 硬さ・粘り・切味・耐サビ共に優れている最高級ステンレス鋼。鍛造加工は難しいですがワンランク上の商品を提供できます。 |