S45Cの特徴や用途など解説！他材料との比較も！
おはようございます！本日は材料解説シリーズ～S45C編～です。
特徴や用途、他材料との比較を書いていきますので、是非ご覧ください♪
S45Cとは
S45CとはJIS規格で定められた機械構造用炭素鋼です。
Sはスチール、Cは炭素を表しており、この45とは炭素量が0.45％であることからS45Cと表します。
また、機械構造用炭素鋼であるS50C、S48Cを総称するときにS45Cと表すこともあります。
S45Cは流通量が多く、比較的安価な材質です。
そのため用途は幅広く、構成部品やピン、ボルトなどに使用されます。
S45Cの組成
| 組成(化学成分) | C | Si | Mn | P | S |
| 成分値(％) | 0.42～0.48 | 0.15～0.35 | 0.60～0.90 | 0.030 | 0.035 |
この表を見ると、五大元素全ての成分が含まれていることがわかります。
そもそも炭素鋼とは、この五大元素だけで構成されている材料であり、炭素の量が多ければ多いほど硬い材質になります。
SS400と比較
SS400はS45Cと同様に、加工に優れたとてもオーソドックスな材質です。
また、二つともよく流通している材質ですが、それぞれに特徴があります。
SS400は鉄鋼材の一種です。
炭素はJISで規定されていませんが、多少の引張強度を保つために0.15％ほどの炭素を含むことがあります。
しかしそれでも、S45Cの組成と比べるとわかるように、柔らかい素材です。
SS400の組成
| 組成(化学成分) | C | Si | Mn | P | S |
| 成分値(％) | - | - | - | 0.050以下 | 0.050以下 |
また、SS400は安価で溶接が可能な材質ですが、焼入れには適していません。
なぜなら焼入れには一定の炭素量が必要なのですが、SS400は炭素量が規定されていないからです。
S45Cの硬度(HV)・硬さ・せん断強度(機械的性質)
硬度とは材料が持つ力学的特性の一つで、機械的性質に分類されます。
炭素を含んだ材質なので、組成を見てもわかる通りSS400よりも硬度があります。
熱処理で表面を硬く出来るため、熱処理後は引張り強さなどの強度や硬度がさらに上がります。
| JIS規格 | 焼入れ前 | 焼入れ後 |
| HV | 220～280 | 600～750 |
| Hs | 32～40 | 74～85 |
| HRC | 16～27 | 55～62 |
S45Cの硬度
S45Cの種類の中にはHがついているものがあります。
S45CHのHとは、Heart Treatedという意味があり、熱処理した材料のことを表す質別記号です。
これは生材か、それとも何らかの処理を施したものなのかを判別するための表記なので、Hがついているということは熱処理したものであることを示しています。
そのため、硬度に関しては先ほどご紹介した焼入れ後の硬度をご参考下さい。
ちなみに、業者によっては(H)と表記したり、丸印の中にHと表記する場合もあります。
また、その他にも熱処理方法によってHとは別の記号が使用されます。
S45Cの密度・比重・磁性(物理的性質)
密度・比重・磁性とは、物質を表す性質のことで、物理的性質に分類されます。
S45Cは真鍮などに比べると軽い素材ですが、樹脂やアルミ合金ほど軽い材質ではありません。
密度と比重
| 密度 | 比重 |
| 7.84 | 7.84 |
また、S45Cは磁性のある材質で、焼入れにより保磁力が上がります。
そのため、固定するときにはマグネットが使用されますが、焼入れしたものは脱磁しにくい傾向があるので、必要に応じて脱磁器を使用します。
脱磁器とは、磁化した材質から磁気を除く機器のことです。
磁気のないところでは磁性を失う純鉄とは違い、鋼材なので磁化すれば永久磁石になります。
ただし、吸着力に関してはSS400ほどの力はなく、磁化したとしてもクリップが一つ吸着する程度の磁力です。
S45Cのメリット・デメリット
S45Cは流通が多い材質のため、加工や製作の依頼でもよくこの材料が選ばれます。
ただし、メリット・デメリットがありますので、よく使われている材質だからという理由だけで選ぶのはおすすめしません。
メリット
・入手しやすい
・安価
・SS400より硬度が高い
・複雑な形状を出しやすい
・表面処理で焼きを入れることができる(めっき以外)
デメリット
・溶接にはあまり向かない
デメリットにあるように、実は溶接には向かない材質です。
なぜならクラックを起こしてしまう可能性があるからです。
これは見た目で判断しづらいため、実際に製品を使用したときに割れてしまい、問題になることもあります。
そのため溶接する必要がある場合は、、クラックしにくいS25Cなどが選ばれます。
S45Cは多数ご依頼いただく材料の一つですので、S45Cを使った旋盤加工品などございましたら是非アスクへご依頼ください！
こちらの記事は株式会社エース様の記事を参照しています。
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