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技術レポート
材質・熱処理について
機械構造用炭素鋼材

機械構造用炭素鋼材とは、主にS-C材と呼ばれる材料で通常この材料に熱間鍛造、切削などの加工及び熱処理を
施して使用されます。
またS-C材のSはSteel(鉄)CはCarbon(炭素)を意味し、-(ハイフン)の部分には炭素含有量の100倍の数値が入ります。
(中間値または近似値を示す) 例えば炭素含有量が0.42~0.48%ならば中間値は0.45になり、その数値を100倍すると
45になります。
これが代表格のS45C材になります。S25Cならば炭素量は約0.25%という事です。
ちなみにC(炭素)量が多い程材料は硬くなります。
要するに鋼材に含まれる炭素の含有量に規定があり、更にクロム(Cr)ニッケル(Ni)モリブデン(Mo)を加えて硬さや
耐磨耗性を向上させている鋼材なのです。

種類及び記号とその成分
種類の記号
C
Si
Mn
P
S
S10C 0.08~0.13 0.15~0.35 0.30~0.60 0.030以下 0.035以下
S12C 0.10~0.15
S15C 0.13~0.18
S17C
0.15~0.20
S20C 0.18~0.23
S22C 0.20~0.25
S25C 0.22~0.28
S28C 0.25~0.31 0.30~0.90
S30C 0.27~0.33
S33C 0.30~0.36
S35C 0.32~0.38
S38C 0.35~0.41
S40C 0.37~0.43
S43C 0.40~0.46
S45C 0.42~0.48
S48C 0.45~0.51
S50C 0.47~0.53
S53C 0.50~0.56
S55C 0.52~0.58
S58C 0.55~0.61
S09CK
0.07~0.12 0.30~0.60 0.025以下 0.025以下
S15CK
0.13~0.18
S20CK
0.18~0.23

※1.Crは、0.20%を超えてはならない。但し、受渡当事者間の協定によって0.30%未満としてもよい。

※2. S09CK、S15CK及びS20CKは、不純物としてCuは0.25%を、Niは0.20%を、Ni+Crは0.30%を超えてはならない。

   その他の種類は、不純物としてCuは0.30%を、Niは0.20%を、Ni+Crは0.35%を超えてはならない。

   但し、受渡当事者間の協定によってNi+Crの上限をS09CK、S15CK及びS20CKは、0.40%未満。

   その他の種類は、0.45%未満としてもよい。


機械的性質

この規格には機械的性質は規定されておりません、下記にもあるように各種熱処理を施すことによって様々な強度を
得る事ができるよう自由度を高めてあります。
ここでは参考として代表的なS45Cに関しての試験片による参考の機械的性質を下記に表記します。


種類の記号
機械的性質

硬度

HBW

熱処理

降伏点

N/㎟

引張強さ

N/㎟

伸び

絞り

衝撃値(シャルピー)

J/㎠

S45C 焼きならし 345以上 570以上 - - - 167~229
焼きなまし - - - - - 137~170
焼入れ・焼戻し 490以上 690以上 17以上 45以上 78以上 201~269

国際規格との対比表

この規格は国際規格と比べ若干の差異があります。
JIS規定・国際規格規定の代表的な差異を下記に表記します。
JISの規定では一つの鋼種に対して複数の熱処理が行われて使用されることを考えられており、熱処理ごとの機械的性質が規定されている国際規格に対して自由度が大きく規定されています。

  JISの規定 国際規格の規定
規格 JIS G 4051:2009

ISO683-1:1987

ISO683-11:1987

種類及び記号 23種類の炭素鋼鋼材を規定 13種類の炭素鋼鋼材を規定
科学成分 23種類の化学成分を規定 11種類の化学成分を規定
機械的性質 規定せず 熱処理が必要なものにのみ規定
表示 種類の記号、溶解番号等規定あり 顧客間の協定による



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