金属プロファイル: 鋼
性質・歴史・用途
ティエリー・ドソーニュ/ゲッティイメージズ
世界最高峰の建材である鉄は、 鉄 重量で 0.2% から 2% の炭素と、時には少量のマンガンなどの他の元素を含む合金。建物だけでなく、電化製品、自動車、飛行機の製造にも使用されています。
歴史
の 商用鋼の登場 生産は 19 世紀後半に始まり、ヘンリー ベッセマー卿が鋳鉄の炭素含有量を下げる効率的な方法を生み出した結果です。カーボン量を下げることで、より硬く、 可鍛性 鋼の金属製品が生産されます。
鋼は昔からある 鉄器時代 、紀元前 1200 年頃から紀元前 550 年頃まで続きましたが、地理的な地域によって開始日と終了日は異なります。現代のトルコに住んでいたヒッタイト人は、鉄を炭素で加熱して鋼を作った最初の人々かもしれません。
製造
今日、ほとんど 鋼が生産される 塩基性酸素法（塩基性酸素製鋼またはBOSとも呼ばれます）による。 BOS の名前は、溶鉄と鉄くずが入った大きな容器に酸素を吹き込む必要があるプロセスに由来しています。
BOS は世界の鉄鋼生産の最大のシェアを占めていますが、電気アーク炉 (EAF) の使用は 20 世紀初頭から増加しており、現在では 米国の鉄鋼生産量の約 3 分の 2 . EAF の製造では、スクラップ鋼を電流で溶かします。
グレードと種類
世界鉄鋼協会によると、3,500 を超える 異なる等級の鋼 、独自の物理的、化学的、および環境的特性を網羅しています。これらの特性には、密度、弾性、融点、熱伝導率、強度、および硬度が含まれます。さまざまな等級の鋼を製造するために、メーカーは合金金属の種類と量、炭素と不純物の量、製造プロセス、および得られる鋼の加工方法を変更します。
市販の鋼材も一般に、その用途によって異なる 4 つのグループに分類されます。 金属合金 コンテンツと最終用途のアプリケーション:
- 炭素鋼 低炭素 (0.3% 未満の炭素)、中炭素 (0.6% の炭素)、高炭素 (1% の炭素)、および 超高炭素 （2％程度の炭素）鋼。低炭素鋼は、3 つのタイプの中で最も一般的で、最も弱いものです。シートやビームなど、さまざまな形状で利用できます。炭素含有量が高いほど、鋼の加工が難しくなります。高炭素鋼および超高炭素鋼は、切削工具、ラジエーター、パンチ、ワイヤーに使用されています。
- 合金鋼には、アルミニウム、銅、ニッケルなどの他の金属が含まれています。それらは、自動車部品、パイプライン、およびモーターで使用できます。
- ステンレス鋼には常にクロムが含まれており、場合によってはニッケルやモリブデンも含まれています。それらは光沢があり、一般に腐食に強いです。の ステンレス鋼の4つの主なタイプ それは フェライト 、炭素鋼に似ており、応力腐食割れに対して強い耐性がありますが、溶接には適していません。 オーステナイト 、これは最も一般的で溶接に適しています。 マルテンサイト系 、腐食に対して中程度の耐性がありますが、強度が高いです。と デュプレックス 、フェライト鋼とオーステナイト鋼の半分で構成され、これらの 2 つのタイプのいずれよりも強度があります。なぜなら、ステンレスは 簡単に殺菌 、医療機器や器具、食品製造装置でよく使用されます。
- 工具鋼は、バナジウム、コバルト、モリブデン、タングステンなどの硬質金属と合金化されています。その名前が示すように、ハンマーなどのツールを作るためによく使用されます。
その他の用途
鋼の多用途性により、地球上で最も広く使用され、最もリサイクルされている金属材料となっています。さらに、強度が高く、製造コストが比較的低いため、鉄道、ボート、橋、調理器具、包装、変圧器など、数え切れないほどの用途に適しています。