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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

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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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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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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。

鋼材の種類は？1分でわかる種類一覧、用途、材質と特徴、記号

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

降伏点とは？1分でわかる意味、求め方、SS400の値、単位、引張強さ

・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

靭性とは？靭性のある材料とは？建物の耐震性との関係

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• 名前　ハナダユキヒロ/MITUME lab代表.
• 2010年　弊サイトを開設
• 2010～2017年　国立大学大学院修了
• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
• 「わかる構造力学(改訂版)」


• 10数年以上、建築の学問、研究、構造設計の実務に携わった経験を元に、未経験の方、建築関係の学生、社会人の方に向けて


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