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炭素量とは?1分でわかる意味、硬さ、溶接性、軟鋼と硬鋼との関係

炭素量とは、鋼材に含まれる炭素の量です。炭素は鋼を硬くし、引張強度を大きくします。一方で、伸び能力が低下し粘り強さが低下します。また溶接性が悪くなります。今回は炭素量の意味、硬さ、溶接性との関係、軟鋼と硬鋼との関係について説明します。


※軟鋼、鋼材の種類は下記の記事が参考になります。

軟鋼とは?1分でわかる意味、硬鋼との違い、読み方、引張強さ、ヤング率

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炭素量とは?

炭素量とは、鋼材に含まれる炭素の量です。単位は%で表します。一般的に用いる鋼材には、炭素量が0.15〜0.30%程度添加しています。※鋼材の種類は、下記の記事が参考になります。

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炭素量は、鋼材の硬度(硬さ)や引張強度、弾性限度(降伏点)を高める効果があります。一方で、下記のデメリットがあります。※引張強度、降伏点は下記の記事が参考になります。

引張強さとは?1分でわかる意味、計算法、単位、降伏点、読み方、記号

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・伸び能力の低下

・靭性の低下(粘り強さが低下する)

・溶接性が低下する


もちろん、伸び能力や靭性が低下し過ぎないよう調整します。※靭性の意味は下記の記事が参考になります。

靭性とは?靭性のある材料とは?建物の耐震性との関係

鋼材には炭素だけでなく、色々な化学成分を添加します。※鋼材に添加する化学成分は、下記の記事が参考になります。

鋼の成分は?1分でわかる成分、一覧、役割と特性、鉄との違い


なお、鋼と鉄は炭素量が違います。鉄は炭素量が0.02%未満の金属、鋼は炭素量が0.02〜2.14%以下の金属、鋳鉄は炭素量が2.14%を超える金属です。


鋳鉄は炭素量が多く入っているため、強度は高いですが脆い材料です。よって、引張力を受ける部材や、曲げモーメントを受ける部材に使えません。鋳鉄は、圧縮力を受ける部材に使えます。

炭素量と軟鋼、硬高の関係

鋼材は炭素量で分類できます。炭素量が多いほど鋼は硬くなるので、下記のように表します。


極軟鋼 炭素量が0.12%以下

軟鋼 炭素量が0.12〜0.30%

硬鋼 炭素量0.30〜0.50%


※軟鋼、硬鋼の意味は下記の記事が参考になります。

軟鋼とは?1分でわかる意味、硬鋼との違い、読み方、引張強さ、ヤング率

まとめ

今回は炭素量について説明しました。意味が理解頂けたと思います。炭素量は、鋼材に含まれる炭素の量です。炭素量を多くすると、引張強度や降伏点を高められます。一方で、炭素量を増やし過ぎると伸び能力の低下、靭性が低下するので注意が必要です。鋼材に含まれる化学成分の種類、靭性などの意味も、併せて理解しましょう。下記の記事が参考になります。

鋼の成分は?1分でわかる成分、一覧、役割と特性、鉄との違い

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