材料の理解

SS400（一般構造用鋼）、S45C（機械構造用炭素鋼）、SCM435（クロムモリブデン鋼）、SUS304/316（ステンレス）の特性と用途について学びます。

材質が間違えば、すべてが無駄になります

図面通りに寸法を完璧に合わせても、材質が違えばその部品は不良品です。現場で実際によく起こる事故はこのようなものです。

焊接構造物にSS400を使用して、焊接部に亀裂が生じる
船舶ブロックに認証印記がない鋼板が混入して、検査で全量返品される
海水に触れる部品にSUS304を使用して、数か月後に穴が開く（公式）
太い軸にS45Cを使用して焼入れしたが、内部が固まっていないため、使用中に折れる

材料記号は30個を覚えるのではなく、読み方を知っていることが重要です。ルールだけ知っていれば、初めて見る記号でも意味がわかります。

鉄鋼記号の解読法

KS記号は大体[材質] + [用途・成分] + [数字]の形になっています。

S S 4 0 0 │ │ └─┴─┴─ 最低引張強度 400 N/mm² │ └─────── Structure（一般構造用） └───────── Steel（鋼）

S 4 5 C │ └─┴─ 炭素含有量 0.45%（規格範囲 0.42～0.48%） │ 後のC = Carbon └───── Steel

S C M 4 3 5 │ │ │ │ └─┴ 炭素 0.35%（規格 0.33～0.38%） │ │ │ └──── 系列番号（SCM4xxグループ） │ │ └────── Molybdenum（モリブデン） │ └──────── Chromium（クロム） └────────── Steel

S U S 3 0 4 └─┴─┴────── Steel Use Stainless └─┴─┴ 300系 = 奥ステナイト系（非磁性）

ここで数字の意味は系列によって異なります。

系列	数字が意味するもの	例
SS, SM, SPFHなど	強度（N/mm²）	SS400 = 引張 400以上
S□□C, SCM, SNCM	炭素含有量（0.01%単位）	S45C = C 0.45%
SUS	系列番号（強度ではない）	SUS304, SUS316

> SS400は最近のKS改正により、降伏強度基準表記（SS275）に変更中です。溶接構造用SM490もSM355に変わります。図面に古い記号と新しい記号が混在しているため、表題欄と材料成績書を一緒に確認してください。

代表的な4種類の鋼

記号	炭素量（概算）	熱処理	溶接性	代表的な用途
SS400	規定なし（通常0.1～0.2%）	実施しない	良好	フレーム、ブラケット、ベース
S45C	0.45%	焼入れ・焼きなまし	悪い（予熱が必要）	軸、ギア、ピン、金型部品
SCM435	0.35% + Cr・Mo	調質	悪い	高張力ボルト、太い軸
SUS304/316	0.08%以下	実施しない（高溶接）	良好（専用溶接棒）	腐食・衛生・海洋部品

SS400を溶接構造物に使用してはいけない理由

SS400は規格上PとSの上限のみが定められており、炭素量の規定がないためです。同じSS400でもロットによって炭素量が変動するため、溶接部の品質を保証できません。そのため、溶接荷重を受ける構造物には成分と炭素当量が規定された溶接構造用圧延鋼材（SM系）を使用します。

炭素は性質を決定します

炭素は鋼の性質を変える最大の変数です。

炭素 ↑ → 強度 ↑ 硬度 ↑ 焼入れ効果 ↑ 延性 ↓ 韌性 ↓ 溶接性 ↓ 切削性 ↓

区分	炭素量	性質
低炭素鋼	0.25%未満	脆く曲がりやすい。溶接性良好。焼入れしない
中炭素鋼	0.25～0.6%	熱処理で強度を高める。軸・ギア
高炭素鋼	0.6%以上	非常に硬い。バネ、工具。溶接ほぼ不可能

> 炭素0.3%未満は焼入れしても固まらない。"SS400部品だが少し硬くしてほしい"という依頼が来た場合は、焼入れではなく材質変更または滲炭を提案しなければなりません。

炭素当量（Ceq）— 溶接可能かどうかを判断する数字

炭素だけではなく、Mn、Cr、Moなどの合金元素も溶接性を悪くします。これを炭素1つに換算した値が炭素当量です。国際溶接学会（IIW）式が最も広く使われています。

Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

実際に計算してみましょう。（代表的な組成基準であり、成績書の実測値で計算する必要があります）

① 溶接構造用鋼 SM355 (C 0.18, Mn 1.40) Ceq = 0.18 + 1.40/6 = 0.18 + 0.233 = 0.41

② 機械構造用 S45C (C 0.45, Mn 0.75, Cr 0.20, Ni 0.20, Cu 0.30) Ceq = 0.45 + 0.75/6 + 0.20/5 + (0.20+0.30)/15 = 0.45 + 0.125 + 0.040 + 0.033 = 0.65

③ クロムモリブデン鋼 SCM435 (C 0.35, Mn 0.75, Cr 1.05, Mo 0.22) Ceq = 0.35 + 0.75/6 + (1.05+0.22)/5 = 0.35 + 0.125 + 0.254 = 0.73

Ceq	溶接性	一般的な予熱
0.40以下	良好	通常不要
0.40～0.50	注意	50～150℃
0.50～0.60	悪い	150～250℃
0.60以上	非常に悪い	250℃以上予熱 + 溶接直後後熱（200～350℃、水素放出）。仕様によってPWHT（応力除去退火）を別途適用

> S45C（0.65）とSCM435（0.73）を予熱なしで溶接するとほぼ確実に亀裂が生じます。板厚、拘束度、溶接棒の水素量によって条件が異なるため、実際の予熱温度はWPS（溶接手順仕様書）に従ってください。勝手に決めないでください。

SUS304とSUS316

項目	SUS304	SUS316
組成特徴	18Cr-8Ni	18Cr-12Ni + Mo 2～3%
磁性	無し（加工するとわずかに生じる）	無し
腐食性	普通	強い
価格	基準	1.3～1.6倍
用途	食品、一般耐腐食	海洋、化学、海水接触

Moは塩素イオンによる点食（pitting）を防ぎます。釜山、巨濟、蔚山のような海風が当たる環境では、304が数か月で錆びるケースがよくあります。船舶・海洋プラント部品に316を使用する理由です。

> SUSは一般鋼の工具・作業台と必ず分離してください。鉄分が表面に移ると、その場所から錆が生じます（汚染、contamination）。造船・プラント納入では、クレームの原因になります。グラインダーディスク、ワイヤーブラシ、クランプまでSUS専用を別途用意してください。

材料を受け取ったら確認すること

実物表面の刻印・マーキングと図面指定材質が一致しているか
試験成績書（Mill Sheet）のHeat No.が実物刻印と一致しているか
溶接構造物であれば炭素当量が成績書に記載されているか
認証・原請の認証材であれば認証スタンプが押されているか
切断して使用する材料であれば切断前にもマーキングを移してあるか

> 切断すると原板の刻印が切断されていきます。残った断片に等級・Heat No.を移さなければ、その断片は身元不明の材料となり、使用できなくなります。外国人労働者が多いブロック工場では、色帯区分と多言語表記を併用することが実効性があります。

材料の理解

🎯 학습 목표

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