板金・切削・金属加工・製罐のキャディ株式会社基礎知識材質

鉄鋼材料の基本!SS400の特徴とSPCCやS45Cとの違い

鉄鋼材料の基本!SS400の特徴とSPCCやS45Cとの違い

鉄鋼材料の基本!SS400の特徴とSPCCやS45Cとの違い

目次
  1. 汎用性が高く、もっとも一般的な鉄素材であるSS400

  2. 加工品に幅広く用いられるSS400の特徴と用途

  3. S45CやSPCCなどの他の鉄規格との違い

  4. SS400を選定するときのポイント

  5. SS400の黒皮材とミガキ材

  6. SS400の性質まとめ

  7. キャディ株式会社で対応している板厚

これだけは知っておくべきSS400の特徴

  • 鉄のなかで最も一般的な規格で様々な用途に用いられます。

  • 汎用材のなかで第一に選択肢に上がる素材

  • 黒錆のついた黒皮材と表面が滑らかなミガキ材がある

汎用性が高く、もっとも一般的な鉄素材であるSS400

SS400とは一般構造用圧延鋼板(SS材)の一種です。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。SS400の場合は400〜510MPaの範囲の引張り強さを保証する材料になります。以前はSS400をSS41と示していましたが、これは旧JIS記号の単位が(kgf/mm^2)であったためこのように表していました。SS400の他にはSS330やSS490、SS540等の種類がありますが、実務では基本的にSS400が用いられます。SS400には平板材(プレート)の他に棒材や形鋼(H形、L形など)などが流通しており、汎用性が高く、材料が手に入れやすい、価格が安いため広く一般的に使用されています。

加工品に幅広く用いられるSS400の特徴と用途

特徴

SS400の特徴の1つとして、化学物質の規定がほとんどないことが挙げられます。有害物質であるリン(P)と硫黄(S)の上限規定はされていますが、それ以外の化学物質には規定がなく、引張り強さが400〜510MPaで保証されていれば成分は自由になっています。SS400に求められるのは機械的性質のみになります。
SS400の炭素含有量については、規定はありませんが400〜510MPaの引張り強さを保証するため0.15〜0.2%前後の炭素を含んでいるものが多いです。このように炭素が少ないため低炭素鋼(軟鋼)といえます。低炭素であるためばらつきはあるものの硬度は高くありません。
また化学成分が規定されていないため溶接性は保証されていませんが、通常良好な溶接性になっています。

用途

JIS規格には「橋、船舶、車両その他の構造物に用いる一般構造用の熱間圧延鋼材」とあるように、非常に幅広い用途に用いられています。

image alt text

▶ 鉄の製作事例

S45CやSPCCなどの他の鉄規格との違い

SS400は汎用材として使われています。

以下ではほかの鉄の規格との比較をすることで、よりSS400への理解を深めましょう。

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

SS400とSPCCの違い

SS400とSPCCは共に鉄を主とした板材であり、代表的な鉄鋼の規格材料と言えます。この2つの規格の大きな違いとしてはSS400は熱間圧延鋼板であり、SPCCは冷間圧延鋼板であることや、製造工程が違うことがあげられます。SS400はキルド鋼から製造しますが、SPCCはスラグから製造されたSPHC(熱間圧延鋼板)を冷間圧延加工して製造されています。SPCCは温度一定条件下での圧延であることからSS400に比べ表面は綺麗に仕上がります。SS400は一般構造用圧鋼板であることからSPCCに比べ板厚が厚い規格が多く、薄板はSPCCの使用が一般的となります。用途としては特に曲げ加工などの板金加工のみの加工ではSPCC、機械加工が必要なものはSS400が使用されますが、板金加工のみの加工でも板厚が厚くなるとSS400が使用されることもあります。

▶ SPCCの基礎知識

SS400とS45Cの違い

S45Cとは機械構造用炭素鋼鋼材の一種でであり、SS400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。
S45CはSはSteel(鋼材)、CはCarbon(炭素)の頭文字で、SとCの間にある45という数字は炭素含有量区分(炭素含有量(%)の100倍の数字)を示します。つまり、S45Cは炭素を0.45%前後含んでいることを表しています。SS400は引張り強さが400〜510MPaで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。

▶ S45Cの基礎知識

SS400を選定するときのポイント

材料選定は「品質 (Quality)」、「コスト (Cost)」、「納期 (Deliverry)」のQCDの3軸を同時に達成されるようにすることが肝要です。

多くの場合最初の判断基準は軽さです。軽さが必要な場合はアルミニウム材料やプラスチック材料を使うことになるので、SS400を使うことは考えにくいでしょう。

その次の判断基準は用途でしょう。ここで板金が必要な場合や耐摩耗性、耐食性が必要な場合もSS400は用途から外れますが、汎用材を用いたい場合に第一候補に上がるのがSS400です。

SS400は安価で形状と寸法のバリエーションも豊富なためです。

さらに上で述べたように加工性も良く、溶接もしやすいため非常に幅広い場合に用いられます。

ただ、SS400は表面処理や焼入れに向かないため、表面の加工が多い場合には焼きなまし材の採用を検討してください。

SS400の黒皮材とミガキ材

SS400には大きく黒皮材とミガキ材の二種類があります。SS400はキルド鋼を熱間圧延して製造しており、熱間で製造していることから圧延後にはミルスケースと言われる酸化皮膜が表面を覆っています。このミルスケールの色が黒く黒皮と呼ばれ、ミルスケールで覆われたままのSS400は黒皮材と呼ばれます。このミルスケール(黒皮)はブラストなどで落とすことができ落とすと元の灰色に戻ります。これはミガキ材と呼ばれます。

使い方における違いとして、SS400の黒皮材は製造現場など外観が求められない現場で用いられることが多いです。一方で、サンセンやミガキ材のSS400は、そのままでは錆びてしますため塗装やメッキなどの表面処理がなされることが多くなります。

▶ 黒皮の基礎知識

▶ ミガキ材の基礎知識

SS400の性質まとめ

機械的性質

引張り強さは400Mpa、降伏点は245MPaです。

一般環境下では特に意識する必要はないのですが、鋼材は厚くなるほど圧延後に常温まで冷える時間が長くなります。この際金属組織が変化しますが、これに起因して一般に金属材料は厚さが大きくなるほど降伏点が下がる傾向にあります。

加工性

SS材全般として、表面の状態が良好です。表面を加工すると内部応力が解放されてそりが発生することがあることもあり、表面をそのまま使用することが多いです。

焼入れ効果

炭素量が少ないので、焼きがはいりません。

物理的性質

SS400は大きな弱点のない非常に汎用的な素材です。

比重 ヤング率 ポアソン比 線膨張率 熱拡散率 電気抵抗 定圧比熱 熱伝導率 熱応力
7.85 g/cm^3 192.089 Gpa 0.3 0.0000117 /K 13.9 mm^2/s 0.473 kJ/kg・K 51.6 W/m・K 2.41 MPa/K

キャディ株式会社で対応している板厚

板厚(標準の厚さ)【単位:ミリ】
3.0
3.2
4.5
6.0
9.0
12.0
16.0
19.0
22.0

キャディ株式会社ではたくさんのSS400の対応事例があります。

対応事例やキャディ株式会社の鉄の加工の特徴はこちらでご覧になれます。

▶ 鉄の製作事例

様々な加工法・材質に対応しています!

様々な加工法・材質に対応しています!様々な加工法・材質に対応しています!

キャディ株式会社が選ばれる理由

01

最短2時間見積り!
全国どこでも最短5日納期を実現!

独自開発の金属加工品自動見積りシステムにより弊社内では自動見積りのため、最短2時間で回答。全国どこでも最短5日納期で発送いたします。

02

機械・装置の板金・切削加工品を一括で製作
手離れの良い発注を実現!

包装機械、印刷機械、工作機械、半導体製造装置など、機械・装置の板金・切削加工品は一式でキャディ株式会社にお任せください。

03

良品率99.37% 納期遵守率99.27%!
安くても高品質

ISO9001に基づく品質・納期管理体制で高いQCDを実現。その結果として良品率99.37%、納期遵守率99.27%を実現し、多くのお客様にご満足いただいております。

開催予定のセミナー

お電話でのお問い合わせ
050-5212-3671
※受付時間9:00~18:00(月〜金)
加工のご依頼・ご相談はこちら