鍛造は、金属を高圧下で成形するために広く採用されている製造プロセスです。自動車、航空宇宙、石油・ガス、建設、機械といった高性能産業に不可欠な、強度、信頼性、耐欠陥性に優れた部品を生産することで知られています。しかし、すべての金属が鍛造に適しているわけではありません。
その鍛造に使用される材料鍛造プロセスと最終用途の要求を満たすには、強度、延性、熱安定性、そして機械加工性の適切な組み合わせが不可欠です。この記事では、最も一般的な鍛造材料とその主要な特性、そして様々な業界や環境で選ばれる理由について解説します。
サキスチール
鍛造材料の概要
鍛造に使用される材料は、主に次の 3 つのカテゴリに分類されます。
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鉄金属（鉄含有）
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非鉄金属（主に鉄ではない）
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特殊合金（ニッケル基、チタン、コバルト合金）
各タイプは、強度、耐腐食性、コスト効率、高温性能に関して独自の利点を提供します。
鍛造に使用される鉄金属
1. 炭素鋼
炭素鋼は、その汎用性とコスト効率の高さから、最も一般的な鍛造材料の 1 つです。
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低炭素鋼（炭素含有量最大0.3%）
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高い延性と加工性
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自動車部品、手工具、継手などに使用
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中炭素鋼（炭素含有量0.3%～0.6%）
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強度と硬度の向上
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シャフト、ギア、コネクティングロッドによく使用される
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高炭素鋼（炭素含有量0.6%～1.0%）
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非常に硬く、耐摩耗性に優れています
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ナイフ、金型、バネなどに使用
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主要な成績：AISI 1018、AISI 1045、AISI 1095
2. 合金鋼
合金鋼には、クロム、モリブデン、ニッケル、バナジウムなどの元素が強化されており、靭性、強度、耐摩耗性が向上しています。
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優れた焼入れ性と疲労強度
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特定の機械的特性を得るために熱処理が可能
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要求の厳しいアプリケーションに最適
一般的な用途: クランクシャフト、トランスミッションギア、構造部品
主要な成績: 4140、4340、8620、42CrMo4
3. ステンレス鋼
耐食性が優先される場合、鍛造にはステンレス鋼が選択されます。
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クロム含有量が高いため、耐酸化性と耐腐食性があります
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優れた強度と靭性
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食品加工、海洋、医療産業に適しています
種類:
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オーステナイト系（例：304、316）：非磁性、高耐食性
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マルテンサイト系（例：410、420）：磁性、高硬度
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フェライト系（例：430）：中程度の強度と耐食性
一般的な鍛造部品: フランジ、ポンプシャフト、外科器具、ファスナー
サキスチールさまざまな用途に合わせたステンレス鋼鍛造品を幅広く取り揃えています。
鍛造に使用される非鉄金属
1. アルミニウムおよびアルミニウム合金
アルミニウムは軽量で耐腐食性があり、強度と重量の比率が優れているため、鍛造に広く使用されています。
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鍛造や機械加工が容易
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航空宇宙、自動車、輸送部品に最適
主要な成績:
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6061 – 高強度、高耐食性
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7075 – 高強度、航空宇宙産業でよく使用される
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2024年 – 優れた耐疲労性
代表的な用途: コントロールアーム、航空機部品、ホイールハブ
2. 銅および銅合金（青銅および真鍮）
銅ベースの材料は優れた電気伝導性と熱伝導性を備えています。
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電気コネクタ、配管継手、船舶部品に使用
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鍛造部品は摩耗や腐食に耐えます
主要合金:
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C110（純銅）
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C360（真鍮）
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C95400（アルミニウム青銅）
3. マグネシウム合金
あまり一般的ではありませんが、軽量素材が重要な場合にはマグネシウム合金が使用されます。
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高い強度対重量比
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航空宇宙や電子機器でよく使用される
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鍛造条件の制御が必要
制限事項: 処理中に高価で反応性が高い
鍛造に使用される特殊合金
1. ニッケル基合金
ニッケル合金は、優れた耐高温性と耐腐食性を持つように鍛造されています。
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化学処理、発電、航空宇宙に不可欠
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極度のストレス、熱、化学攻撃に耐える
主要な成績:
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インコネル625、718
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モネル400
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ハステロイC-22、C-276
サキスチール厳しい使用条件に耐えるニッケル合金鍛造品を供給します。
2. チタンおよびチタン合金
チタンは、強度、低密度、耐腐食性のユニークな組み合わせを備えています。
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航空宇宙、海洋、医療用途に使用
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高価だが、パフォーマンスがコストに見合う場合に最適
主要な成績:
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グレード2（商業的に純粋）
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Ti-6Al-4V（高強度航空宇宙グレード）
3. コバルト合金
コバルトベースの鍛造品は耐摩耗性に優れ、高温でも強度を維持します。
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タービン部品、エンジン部品、医療用インプラントによく使用される
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コストが高いため、非常に特殊な用途にしか使用できない
鍛造における材料選択に影響を与える要因
鍛造に適した材料の選択は、いくつかの重要な要素によって決まります。
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機械的強度要件
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耐腐食性と耐酸化性
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動作温度
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機械加工性と成形性
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疲労および摩耗耐性
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コストと入手可能性
エンジニアは、鍛造部品が最終使用環境で確実に動作するように、これらの要素のバランスを取る必要があります。
材質別鍛造品の一般的分類
| 素材の種類 | 代表的な鍛造製品 |
|---|---|
| 炭素鋼 | ボルト、シャフト、ギア、フランジ |
| 合金鋼 | クランクシャフト、車軸、ベアリングレース |
| ステンレス鋼 | 配管継手、船舶部品、外科用器具 |
| アルミニウム | 航空宇宙用ブラケット、サスペンション部品 |
| ニッケル合金 | 原子炉容器、タービンブレード |
| チタン合金 | ジェットエンジン部品、医療用インプラント |
| 銅合金 | バルブ、電気端子、船舶用ハードウェア |
鍛造素材が好まれる理由
鍛造材料は次のような強化を提供します:
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粒構造の整列: 強度と疲労耐性を向上
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内部の完全性: 多孔性と空隙を排除
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靭性と耐衝撃性: 安全性が重要なコンポーネントに不可欠
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寸法精度: 特に密閉型鍛造の場合
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表面品質: 鍛造後の滑らかできれいな仕上がり
これらの利点により、ほとんどの構造および高負荷アプリケーションにおいて、鍛造材料は鋳造部品や機械加工部品よりも優れた性能を発揮します。
結論
炭素鋼からチタンまで、鍛造に使用される材料工業部品の性能、安全性、耐久性において、金属や合金は重要な役割を果たします。それぞれの金属や合金には独自の利点があり、用途の具体的な要件に応じて選択されます。
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広範な鍛造能力と世界的な供給ネットワークを備え、サキスチールは、あらゆる業界向けの高性能鍛造材料の調達における信頼できるパートナーです。
サキスチール
投稿日時: 2025年8月1日