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焼入れに適した万能材料S45Cの特徴・用途やSS400との違いについて

焼入れに適した万能材料S45Cの特徴・用途やSS400との違いについて

焼入れに適した万能材料S45Cの特徴・用途やSS400との違いについて

目次
  1. S45CはSS材についでよく使われる規格
  2. SS400など他の鉄鋼規格との比較
  3. 用途・選定のポイント
  4. S45Cの性質
  5. キャディ株式会社で取り扱えるS45Cの板厚

これだけは知っておくべきS45Cの基礎知識

  • S45Cは炭素量が0.45%の規格で、SS材に次いでよく使われる。
  • 化学物質の規定があり、SS400よりも高品質で高価
  • 軽さをそこまで必要とせず、強度が必要な時第一に候補に挙がる

S45CはSS材についでよく使われる規格

S45CはSS材についでよく使われているS-C材の一種です。

S-C材は数字の部分が炭素量を表しており、S45Cは炭素量0.45%, S30Cは0.30%という意味で、現在規格はS10CからS58Cの20種類あり、バリエーションも豊富です。

SS材は化学物質の規定がないのに対し、S45CのようなS-C材は化学物質の規定があるので有害なリン(P)や硫黄(S)が少なく高品質ですが、SS材のように引張り強さは規定されておらず、熱処理で変えることができます。

SS400など他の鉄鋼規格との比較

S45Cは価格こそ高いもの焼きも入る非常に強い規格です。

規格 強度 価格 (¥/kg) 焼入れ効果 溶接性 耐食性
S45C 300 × ×
SS400 115 × ×
SPCC 130 × ×
SPHC 100 ×
SECC 150 × ×
SGCC 150 × ×
ZAM 160 × ×

SS400との違い

SS400とは一般構造用圧延鋼板(SS材)の一種であり、S45Cと同じ鉄鋼であるためよく似た材料です。しかし、よく見てみると化学成分や機械的性質に違いがあります。

SSとはSteel Structureの頭文字から取っており、SSの後に続く400という数字は引張り強さの最小保証値(MPa)を示しています。つまり、SS400は400〜510MPaの範囲の引張り強さを保証する材料になります。
SS400は引張り強さが保証されていますが、成分は規定されていません。

また、SS400の炭素量は通常0.15〜0.20%程度であり低炭素鋼と呼ばれ、S45Cのほうが炭素量が多くなっているので強度、硬度ともにSS400より高くなっています。

一方で加工性はSS400の方が良好で、値段も安価です。
以上のことから、強度が必要な部材にはS45Cを用い、それほど強度が必要でない部材にはSS400が用いられます。

▶ SS400の基礎知識

用途・選定のポイント

S45CをはじめとしたS-C材ははSS材についで一般的に使用される材料です。

S-C材は上で述べたように炭素量で非常に細かくS10C ~ S58Cまで分けられていますが、実用上わずかな炭素濃度のさは問題にならないため、S45CとS50Cにが非常によく使われています。

SS400に化学成分の規定がないのに対し、S45Cは化学成分の規定があり、有害なPやSも少なく、より高価な分高品質です。

焼きの入らないSS400に対し、S45Cは炭素量が多く、焼入れ効果があります。

通常は生で使うことが多いですが、硬さが必要な場合は焼きを入れて用います。

ただ、厚みや直径が大きくなると中まで焼きが入らなくなるので、その時は合金を使います。

焼きの入る目安は直径φ20mm以下、または板厚14mm程度です。

上述したように溶接には向かないので、溶接が必要な時はSS400を用います。

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S45Cの性質

化学的性質

単位 (%)

C Si Mn P S Ni Cr Cu Ni + Cr
0.42 ~ 0.48 0.15 ~ 0.35 0.60 ~ 0.90 0.030以下 0.035以下 0.20以下 0.20以下 0.30以下 0.35以下

物理的性質

比重 ヤング率 ポアソン比 線膨張係数
7.85 205 x 10^3 N/mm^2 0.25 11.7 x 10^-6 /℃ (20℃)

機械的性質

焼入れの効果が強く、熱処理をすると硬度が高くなります。

降伏点 (N/mm^2) 引張り強さ (N/mm^2) 硬度 (HBW)
焼ならし材 345以上 570以上 167 ~ 229
焼入れ焼戻し材 490以上 690以上 201 ~ 269

一般に強さは炭素量が多いほど強く硬くなり、

引張り強さ (kgf/mm^2) = 20 + 100 x 炭素量 (%)

を目安として使うことができます。

加工性や溶接性

加工に適した硬さをもち、表面、内部共に品質の高い素材です。

ただし、炭素量が多く、溶接後冷却した時に割れる危険があるほか、溶接の熱で焼きが入って硬くなるので、溶接に向いているとは言えません。

キャディで取り扱えるS45Cの板厚

板厚 (mm)
3.0
4.5
5.0
6.0
9.0
10.0
12.0
16.0
22.0

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