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鋼材の意外と知らない7つのTIPS

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僕が学生のとき、鉄骨構造の教科書の1章はいつも読み飛ばしていました。1章には大抵、鋼材の材料に関する情報が書かれています。


こちらは僕も1冊持っている鋼構造の本です。内容が分かりやすく、学生と実務初心者にもおすすめです。わかりやすい鉄骨の構造設計

でも、とっても重要なことが書かれている。それを社会人になってから知ったのです。今回は、鋼材の意外と知らない7つのTIPSということで、知りそうで知らない情報を紹介していきます。


1.純鉄(不純物のない鉄)は意外と延性に富んでいる。

不純物のない鉄を純鉄と言いますが、降伏強度100N/m㎡、破断強度250 N/m㎡です。降伏比に直すと50%で、延性に富んだ材料と言えます。ちなみに、鋼は60%程度です。


2.鉄筋は屑鉄をあつめて精鉄されている。

そもそも鉄筋とH鋼などの製造方法は違います。後者は高炉によって製造され、前者は電炉によって。電炉は、簡単に言えば電気で鉄を溶かし、精鉄する技術なのですが、比較的、小さな部材を生成することに適しています。


ですから、鉄筋やcチャンネルなどが電炉に適しています。さらに、これらは屑鉄を集めて電気で溶解させ精鉄します。屑鉄を使っているので不純物が心配ですが、JIS規格を満足した鋼材なら問題はありません。

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3.リンや硫黄は鉄を弱くする。

鉄に不純物が混じると悪影響を及ぼしますが、リンや硫黄はその原因。精鉄するとき、これらを排除します。


4.高炉メーカーと電炉メーカーで、鉄骨の製造量のシェアは8:2の割合である。

高炉メーカー(新日鉄、JFE)が、鉄骨の製造量の約8割をシェアしています。一方、電炉メーカーによる製造量は残りの2割です。


5.炭素を0.008%以上2%以下入れると鋼になる、入れすぎると脆い鉄(鋳鉄)になる。

炭素の含有量で0.008%未満だと鉄ですが、これ以上入れると鋼になります。しかし、炭素を入れすぎると鋳鉄になり、強度が高くなりますが伸び能力がなくなります。


何事も丁度良いのが良いようですね。


6.降伏した後、放置。その後、引っ張るとまた降伏したかのような現象が起きる。

鋼材を引張り、放置します。その後、引っ張るとまた降伏したかのような現象が起きます。Strain againと呼ばれています。


7.引張力を加え降伏した鋼に、圧縮力を加えると引張強度より圧縮強度は小さくなる。

引張力を加え降伏したのち、除荷します。その後、圧縮力を加えると引張強度より圧縮強度は小さい外力で破断に至ります(座屈ではありません)。バウシンガー効果と言います。

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