鉄対鋼鉄： 成分、効能、最適な用途

鉄や鋼はどのようにして部品に加工されるのか？

製鋼工程では、溶融金属の化学組成を制御します。主な製鋼法としては、高炉製鋼法（塩基性酸素製鋼法）と電気炉製鋼法があります。次の工程では、溶融金属を鋳物、スラブ、板、シート、棒、管などの使用可能な形状に加工します。Worldsteelでは、これらの製鋼工程について解説しています。

部品購入者にとってより有用な区別は、鋳造で形状を作るか、材料から形状を製作するかという点です。鋳造では、リブ、ボス、通路などを一体化できます。一方、鋼材加工によるアセンブリは、入手可能な板材や管材を切断、曲げ加工、接合して作られます。どちらの方法でも、ベアリング嵌合、シール面、または厳しい公差を実現するために機械加工が必要になる場合があります。

鋳鋼は鋳鉄とは異なります。「鋳造」とは、形状の作り方を指します。鋼の鋳物は鋼の組成と仕様を保持しており、鋳型から作られたというだけで、ねずみ鋳鉄の特性を与えるべきではありません。

数量も重要です。鋳造ルートであれば、繰り返し部品を製造するための金型製作が正当化される場合もありますが、在庫品をベースとした加工であれば、設計変更が容易になります。比較対象は、原材料名ではなく、完成品で検査済みの部品です。

鉄は鋼鉄よりも早く錆びるのか？

この2つの言葉だけに基づいて信頼できる腐食度ランキングを作成することはできません。保護されていない炭素鋼と普通の鋳鉄はどちらも腐食する可能性があります。水、酸素、塩分、閉じ込められた水分、表面の状態、コーティングの損傷などが腐食速度に影響します。見た目はしっかりしているように見える古い鋳物でも、元の断面全体が健全な状態を保っているとは限りません。

ステンレス鋼もやはり鋼鉄の一種です。worldstainlessによると、質量比で少なくとも10.5%のクロムを含んでいます。そのため、耐食性は環境に適合している必要があり、「ステンレス」という言葉は普遍的な耐食性を保証するものではありません。

屋外または湿潤環境で使用される部品については、材質と保護計画（コーティングシステム、排水、点検アクセス、修理方法）の両方を指定してください。清潔な屋内用サンプル2つを比較しても、屋外での耐用年数を判断することはできません。

鉄と鋼鉄、どちらが重いか、あるいは安いか？

重量は密度と体積によって決まり、コストは製造工程全体によって決まります。鉄合金と鋼は密度が異なりますが、プロジェクトによっては、材料名よりも最終的な形状の方が重要になる場合があります。選択したグレードの密度と実際の体積から質量を計算します。次に、より軽量な断面でも剛性、疲労、衝撃の要件を満たしているかどうかを確認します。

同様に、キログラム当たりの価格が低いからといって、必ずしも部品が安価になるとは限りません。鋳造用金型、材料歩留まり、切断、溶接、機械加工、熱処理、コーティング、検査、不良部品などを含めて見積りましょう。同じ図面、数量、受入条件で複数の業者から見積もりを取りましょう。鋳鉄製品がすべて鋼鉄製品よりも安いという確実な法則はありません。

鉄や鋼を注文する前に、どのようなことを指定すべきでしょうか？

比較検討を購買要件に落とし込んでください。サプライヤーには、意図したとおりに製造、検査、使用できる材料を提案できるだけの十分な情報を提供してください。

1. 等級および製品規格。 「軟鋼」や「鋳鉄」といった単なる名称ではなく、実際の合金の種類を特定してください。異なる規格で類似した名称が使われている場合でも、それが完全に同等であるとは限らないので注意してください。
2. 形状、寸法、および配送条件。 鋳造品（棒材、板材、または厚板）の種類、厚さまたは直径、および必要な熱処理または圧延条件を明記してください。
3. 使用限界値および故障限界値。 負荷、衝撃、繰り返しサイクル、温度、暴露、および圧力や安全上重要な作業について説明してください。
4. 製造要件。 曲げ加工、溶接、機械加工による嵌合、表面仕上げ、コーティング、および計画されている修理作業を含めてください。
5. 受諾の証拠。 必要な特性、試験方法、サンプリング位置、証明書、寸法または欠陥の許容範囲を定義します。別途鋳造された試験片は、完成した鋳造品のすべての部分を代表するとは限りません。

規格間の名称については、鋼種比較ガイドを参照してください。最終的な選択は、実用的な問いに答えるものでなければなりません。すなわち、どの指定材料が、許容可能な完成部品コストでこの部品の要件を満たすか、ということです。