この記事の内容は、こんな質問にお答えします。
- 鉄の種類は、どんな分類があるの？（鋼と鋳物の違いについて、解説）
- 鉄の炭素含有量によって、鉄にどんな特徴と違いがでるの？
- 機械部品の加工方法に関して、鋳造と鍛造どんな違いがあるの？
- 炭素鋼と軟膏どんな違いがあるの？（材質の違いで、どんな特徴があるのか解説）
- 炭素鋼と合金鋼は、どんな違いがあるの？（炭素鋼と合金鋼の違いについて、解説）
監督！質問で〜す。
SS400とか、S45Cとか、機械のフレームや部品に使われる鉄の材質の名前は図面に書かれていますが、実際に何が違うのか？分かりません！
また、覚えておく重要ポイントを教えて下さい。
よっしゃ！ 楽勝やで〜
まず、組立くんは純鉄と鋼鉄と鋳鉄の違いは、理解してるんか〜？
分かりません！
まずは、そこからやな！鉄の分類は、この図解で、一発理解やで！
レベル１ 鉄の分類
まずは、鉄の分類の解説いくで〜
鉄の分類は、一般呼称では、鉄と 鋼鉄と 鋳鉄に分けられるんや！
JIS呼称では、純鉄と 鋼鉄と 鉄と 言われるんや！
鉄の分類の図解では、鉄が各呼称で、行ったり来たりして、分かりずらいから、
俺的には、左から鉄 鋼 鋳鉄で、読んでるけど！
これが、実際の現場感覚やと俺は思うで〜！
JIS（ジス）に関しては、またの機会に詳しく説明するで〜！
今回は、バコ〜ンと、（JIS）は、ぶっ飛ばしとくで！
では、話の続きや！
鉄の分類は、Fe（鉄）の元素に、どれだけ C（炭素）が、含まれているかで決まってるんや！
特徴を図解にすると、下記の図解で理解できるで〜
レベル２ 炭素含有量と鉄の特性
まず、純鉄は、炭素量が少なく＝硬度が低い＝軟らかい鉄、軟らかいので、伸びがあるのが特長
つまり、変形＝曲がる代わりに、折れない
延性とは、延びる事、 ねり飴は、ビヨ〜ンと延びるが、
金太郎飴は、噛んだり、叩いたり、落としたら、割れてしまうのと同じやな！
延性がなくなれば、脆性が大きくなる＝つまり脆くなる
脆性とは、力を加えられた時に、あまり変形しないで、
破壊してしまう性質のことや！
脆性とは、脆弱とかで使われる漢字で、脆いゆう意味やで！
反対に、靭性とは、粘りがある＝ちぎれにくい状態の事
靱性と延性の違いは、延びるのと、粘りがある（ちぎれにくい）との違いやな、
まとめると、
硬度があるが、延性も靱性も無い、 これは、硬いが割れる＝金太郎飴の事やで！
脆性が大きくなることは、少しの変形で、速攻！破壊していまう事や！
脆いっちゅんは、破壊されてしまう＝割れる＝折れる事
つまり、軟らかく、伸びがないと薄く伸ばせないから、箔と呼ばれるくらい
めっちゃ薄い鉄板は、純鉄が使われるんやで！ ねり飴みたいな特性やな！
延性と靱性と脆性は、鉄の優劣（成績表）を決める物差しになるから、重要やで！
話を元に戻すで！
機械の世界では、特に、鋼鉄と 鋳鉄が重要
先に、鋳鉄から説明いくで！
鋳鉄は、炭素含有量が多いから、硬度が高くなり、硬度が上がる代わりに、
脆くなる、つまり、硬くなる代わりに、割れやすくなる
鋳鉄は、鋳物という意味なんですか？
ナイスな質問や！
鋳鉄の特性で、炭素量が多くなると、低い温度で、液体状態になる性質があり、
低い温度でもドロドロに溶け出し、流動性が上がり、流れやすくなる性質があるから
鋳鉄は、鋳造として、加工されるんや！
鋳造は、加工方法の一種で、鍛造加工、切削加工、あと一つが
鋳造加工、つまり、鋳造加工で、製造された製品が、鋳物になるんや！
鋳鉄は、鉄の分類の一つで、鋳造は、加工方法の一つですね。
鋳造に使用されるから、鋳物の分類は、鋳鉄なんですね。
そうゆうことや！けどな、鋼鉄＝鋼のレンジでも鋳造加工される事が
あるんやで！ 鋳鋼のレンジだけが、鋳造加工されるわけやないんやで！
鋼系の材料を鋳物にすると＝鋳鋼
鋳鉄系の材料を鋳物にすると＝鋳鉄になるんや！
ここ紛らわしいけど、重要なポイントやで！
鉄の加工方法について、簡単に説明するで！
レベル３ 鉄製品の加工方法
鍛造加工は、型の間に、材料を入れて、プレスすることで、製品を製造する加工方法
切削加工は、材料を削り出すことで、製品を製造する加工方法
鋳造加工は、型枠内に、ドロドロに溶かした鉄を流し込んで、固めて製品を
製造する加工方法で、できた製品が鋳物やな
図解では、下記の図解を見比べてや〜
加工方法は、機械屋にとっては、重要なポイントで、もっと詳しく知る必要があるから、
今回は簡単な理解で、次に進めるけど、また、詳しく説明するで〜！
鋼鉄＝鋼の分類と炭素鋼の種類を、図解でまとめると、下記の図解になるんや
レベル４ 炭素鋼の種類と特徴
まず、鋼鉄は、鋼とも言われ、鉄（Fe）と、炭素（C）の他に
マンガン（Mn） シリコン（Si） リン（P） 硫黄（S)を加えたものを炭素鋼と言うんやで！
５大元素＝炭素、マンガン、シリカ、リン、硫黄 これ超重要やで！
鋼の中でも柔らかい鋼を軟鋼、硬い鋼を硬鋼と言うんやんで！
鋼の種類は、硬さでもっと細かく細分化されているが、ここでは、2種類で説明するで！
炭素鋼には、SS400（SS材）とか、SM400（SM材）が有名だが、
炭素含有量が多くなる＝硬度が上がる＝機械加工性が悪くなる＝硬いので削りにくくなる
炭素含有量が多くなる＝熱影響を受けやすくなる＝溶接性が悪くなる
この硬度と機械加工性と、熱影響と溶接性の関係を理解しておくことが、重要なんや！
SM材は、溶接構造用に開発さえた鋼材で、炭素含有量を、0.18％〜0.23％で設計されとるから
熱影響をそれほど受けない＝溶接性がいいレンジの炭素含有量は、0.2％前後と言うことやで！
つまり、溶接性がいい鋼の炭素含有量は、0.2％前後やで〜
それ以上の炭素含有量となると、熱影響を受けて、割れの発生のリスクがあるっちゅうことやで！
レベル５ 炭素鋼と合金鋼
SPC材、SS材、SM材は、炭素鋼で、SCM材、SC材、高張力鋼材、SUS材との違いはと言うとやな！
下記の図解で解説するで〜
図解の鋼材は、全て鋼のレンジだけどな！
左側の鋼材は、５大元素からできているのに対して、右側の鋼材は、炭素鋼（５大元素）＋
その他の元素を添加して強度を高めているんや！それが、合金鋼やで！
違いは、５大元素だけか、それ以外の元素を混ぜているかの違いや
クロム、ニッケル、モリブデン、タングステンを混ぜることで、特殊な鋼材に生まれ変わることが
できるんや！
それと、合金鋼は、調質鋼でもあるんや！
調質とは、焼き入れ・焼戻しをすることで、硬さや強さを調節することや
炭素の含有量が多く、焼き入れに適していることを、利用してるんや！
ただ、炭素の含有量が多くなると、硬いが脆いという特性があるので、この調質を
することで、強度や機械的性質を調整してるんや！
高張力鋼板やHARDOXなんかはな！高張力鋼板は、引張強度を高めているし、
HARDOXは、強度と耐摩耗性を高めているが、炭素含有量を、それぞれ、0.2％前後に
抑えることで、溶接性を良くして、５大元素以外を添加することで、違う特性も高めている
鋼材なんや！
合金鋼は、焼き入れの理解を深めてから、もっと詳しく説明するようにするで！
今回の重要ポイントは、炭素含有量だったから、それぞれの炭素含有量と溶接性に関しては、
理解して欲しいと思うんや！
引張強度は、機械的特性の１つだが、これは、次回に説明するで！
鉄の分類では、
鋼のレンジと鋳鉄のレンジがあることが、分かりました。あと、純鉄と
それぞれ、炭素の含有量によって、分けられるんですね
特長として、炭素が多く含まれると、硬くなるが、脆くなる＝割れやすくなる
鋳鉄は、炭素が多く含まれていて、硬い材質だが、脆い＝割れやすい
しかし、熱を加えると、ドロドロになり、流動性が高い特性があるので、
鋳造加工に向いているんですね
鋳鉄（ちゅうてつ）を鋳造（ちゅうぞう）で加工したものが、鋳物（いもの）でしたね
鋼を鋳造加工することがあることは、知りませんでした。
鋼を鋳物にすると鋳鋼でしたね。覚えておきます。
溶接性が良い鋼材とは、炭素含有量が0.2％程度で、熱影響を受けにくい事が重要で、
熱影響と受けると、割れやすくなるんですね。
SS400のSS材とSUS材との違いは、５大元素とそれ以外の元素を添加しているか、でしたね
５大元素とプラスアルファーが、合金鋼でしたね。よく分かりました。
その通りや！ 余裕やろ！
機械で使われるフレームや部品の鉄材料は、
炭素鋼を溶接構造で製造する場合と、鋼や鋳鉄を鋳造加工する場合とがあるんや、
もちろん、鍛造加工された製品もあるし、鋳造加工の後に、切削加工することもあるんや！
まずは、鉄の分類（純鉄・鋼鉄・鋳鉄）と、特長を理解することが、重要やね！
合金鋼は、焼き入れの知識が必要やから、焼き入れの説明をしてから、
再度、勉強しようや！
鋳物の材質もたくさんあるから、また、違う機会で、解説するようにするで！
鉄の分類は、一般呼称とJIS呼称で、紛らわしのが理解度を下げてると思うんや！
現場でのやり取りは、
・純鉄＝鉄
・鋼鉄＝鋼（はがね）＝STEEL＝スチール
・鋳鉄＝鋳鉄＝CASTING＝キャスティング
これが、現場感覚やと、俺は思うで！
次回もバコ〜んと、解説するで〜！ 楽しみにしといてや！
次回の記事は、鉄の特徴（機械的性質）について、解説しています。硬度、強度、引張強さ等の
鉄の優劣を決める物差しがあるが、どんな違いなのか解説しています。