鉄は古代から現代にまで利用されている金属のひとつです。豊富に存在しており、地球の重量の3分の1は鉄と言われています。生活に密着しており、さまざまな場面で鉄を見かけるのではないでしょうか。
そこで今回の記事では、鉄の種類や特徴について詳しく見ていきましょう。アイアン製品に興味のある方は参考にしてください。
鉄の種類
鉄には含まれている炭素の量によって分類できます。地球上に存在している鉄の種類は大きくわけると4つです。ここでは、それぞれの特徴について詳しく見ていきましょう。
純鉄
純鉄とは炭素の含有量が0.02%の以下の鉄のことです。通常の鉄に比べると炭素の含有量が極めて少ないため、純鉄という表現が使われています。純鉄の中には純度が99.999%以上の鉄も存在しており、一般的には高純度鉄と呼ばれています。
純鉄の特徴は磁化されやすいこと、強い磁力を帯びやすいことです。磁性を容易に反転できるため、軟磁性材料とも呼ばれています。また、素材の変形が用意という特徴があり、電化製品、通信機器、産業製品などに用いられています。一方で素材が柔らかいため、工具を用いて削ったり穴を開けたりする加工には向いていません。
純鉄のデメリットは酸化のしやすさです。100%の純鉄はすぐに酸化してしまうため、単一で使用される機会は少ないでしょう。
鋼
鋼とは0.02%～2.1%の炭素を含んだ鉄のことです。炭素の他にマンガンやリンなどが含まれています。鋼の特徴はバランスの良さです。一般的に炭素の含有量が増えると物質が硬くなりますが、一方で粘りやすさが失われてしまいます。鋼は炭素の含有量の絶妙なため、さまざまな製品に加工しやすいという性質を持っているのです。
鋼は土木、工場、建築などの広い分野で用いられています。ドアや窓では丁番が使われていますが、一般的には鋼の丁番が使われています。また、建物を支えるために必要なボルトやナットについても、鋼を使うのが一般的です。
鋳鉄
鋳鉄とは2.1%以上の炭素を含んだ鉄のことです。純鉄や鋼よりも炭素の含有量が多いため、溶ける温度が他の素材よりも低いという特徴があります。また、鋼に比べると硬さや摩耗性能が優れているでしょう。
鋳鉄は鋼と同じようにさまざまな用途で用いられています。主な鋳鉄製品はエンジンブロック、フライホイール、ブレーキローターなどの自動車部品、鍋やフライパンなどのキッチン製品、マンホールカバーなどが挙げられます。
鋼の種類
純鉄を製品として使用する機会は少なく、鋼や鋳鉄を製品として用いるのが一般的です。また、鋼や鋳鉄は炭素の含有量によって細かく分類されています。ここでは、鋼の種類や用途について詳しく見ていきましょう。
SPC材
SPC材は炭素の含有量が0.1%未満の鋼のことです。他の鋼に比べると炭素量が少なく、加工がしやすいという魅力があります。冷蔵庫や洗濯機などのパーツに使われています。
SS材
SS材は炭素の含有量が0.1%～0.3%の鋼のことです。SPC材と同じように炭素量が少ないという特徴があります。主に自動車のパーツや建築資材などで使用されています。
S-C材
S-C材は炭素の含有量が0.1%～0.6%の鋼のことです。熱処理や加工の方法によって素材の強度を変えられるという特徴があります。一般的に高い強度が求められるパーツやピンなどで使用します。
SK材
SK材は炭素の含有量が0.1%～1.5%の鋼のことです。炭素工具鋼鋼材とも呼ばれています。硬さや耐摩耗性に優れているという特徴があり、主に工具で使われています。機械部品についてはピンやシャフトなどで利用が可能です。
鋳鉄の種類
鋼と同じように、鋳鉄についても含まれている炭素の状態によってわけられます。ここでは、代表的な3つの種類について見ていきましょう。
白鋳鉄
白鋳鉄とは破面が白い鋳鉄のことです。微量の炭素やケイ素などを含んでいるのが特徴です。耐摩耗性に優れているという特徴がありますが、加工が難しいというデメリットもあります。
ねずみ鋳鉄
ねずみ鋳鉄は破面がねずみ色をした鋳鉄のことです。白鋳鉄よりも炭素の含有量が多いのが特徴です。また、普通鋳鉄や片状黒鉛鋳鉄と呼ばれることもあります。強度が低いというデメリットがありますが、中将がしやすく耐摩耗性や耐食性に優れています。
球状黒鉛鋳鉄
球状黒鉛鋳鉄は黒鉛を球状にした鋳鉄のことです。張りや伸びなどが優れているという特徴があります。粘り強さもあるため、自動車のパーツや産業機械の部品として使われる鋳鉄です。
まとめ
鉄は含まれる炭素の量によって分類されています。建物の資材や自動車のパーツでは鋼や鋳鉄などが使われています。
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