鋼材の特徴とは？ 代表的な種類とそれぞれの違いを解説

炭素量や硬さによる鋼の種類

鋼は、炭素の含有量や添加されている成分、硬さなどから、いくつかの種類に分けることができます。代表的な鋼材の種類とそれぞれの特徴、切削時のポイントなどは、以下のとおりです。

1. 低炭素鋼

広義の炭素鋼、つまり鋼全体の中で炭素含有量0.30%以下のものは、一般的には「低炭素鋼」や「軟鋼」と呼ばれます。

低炭素鋼は切り屑が延びやすく仕上げ面を傷つけやすいため、切り屑の処理方法を考えなければなりません。

切り屑が溶着すると、切り屑が刃先を覆って新しい刃先の層を作ってしまう「構成刃先」が起こり、加工後の仕上がりが悪くなります。 そのため、溶着しにくく切り屑を細かく処理できる切削工具の選定が必要です。

2. 高炭素鋼

炭素鋼の中で炭素含有量が0.30～2.1%のものは「高炭素鋼」と呼ばれます。機械の構造部品やドリルなど、硬度が求められる用途で使われるのは主に高炭素鋼です。ただし、炭素量が増えて硬度が増すと靭性は下がります。

加工を行う際は、把握力に優れたホルダで工具を固定すると、仕上げ中のビビリを抑えることができます。

工具の耐久性や仕上げ面の精度を保ちたい場合は、切削速度や送り速度を早くして切り込み量を減らす「高速加工」を行うのが有効です。

3. 低合金鋼

炭素鋼に、5大元素（炭素・シリコン・マンガン・リン・硫黄）以外の元素を一定以上添加した合金が「合金鋼」です。低合金鋼とは、一般的にニッケル（Ni）やクロム（Cr）、モリブデン（Mo）、タングステン（W）などの合金成分が5％以下添加されているものを指します。

低合金鋼は、合金成分と施されている熱処理によって被削性が異なることを留意しましょう。すくい面摩耗と逃げ面摩耗に注意し、旋削加工での超硬チップなどの工具ではブレーカのあるものが推奨されます。

4. 高合金鋼

合金成分の量が10％以上の合金を高合金鋼と呼びます。合金成分の増加に伴って硬度が高くなり被削性は悪化するため、より硬い材種の切削工具を選定する必要があります。