炭素鋼、ステンレス鋼

鉄は、鉄と炭素の合金である。炭素含有量はグレードによって異なり、通常0.2％～2.1％である。鉄の主な合金材料は炭素ですが、タングステン、クロム、マンガンなど他の元素も**鉄に使用することができます。合金元素の種類と量の違いによって、鋼の硬度、延性、引張強度が決まる。合金元素は、鉄原子の転位を防止して鋼の格子構造を維持する。そのため、鋼の硬化剤として作用する。鋼の密度は7750～8050kg/m3の間で変化し、これは合金組成の影響も受けます。熱処理は、鋼の機械的性質を変化させる工程である。これは、鋼の延性、硬度、電気的・熱的特性に影響する。

鉄鋼には、炭素鋼、軟鋼、ステンレス鋼などの種類がある。鉄は主に建築用として使用される。ビル、スタジアム、線路、橋梁など、鉄が大量に使われる場所です。このほか、自動車、船舶、航空機、機械などにも使用されている。日常的に使われている家電製品も、ほとんどが鉄製だ。現在では、家具もほとんどがスチール製品に置き換えられています。このような用途に鉄を使用する場合、その耐久性を確保することが重要である。鉄を使うデメリットとして、鉄は腐食しやすいということがあり、鉄の腐食を低減・除去するために様々な工夫がされています。ステンレス鋼と亜鉛メッキ鋼は、うまく腐食に耐えることができる2種類の鋼です。

炭素鋼

炭素鋼は、炭素を主合金とする鋼である。炭素鋼の場合、その特性は主に含有する炭素の量に依存する。この合金の場合、クロム、マンガン、コバルト、タングステンなどの他の合金元素の含有量は規定されていない。

炭素鋼には4つの種類がある。この分類は、炭素含有量に基づくものです。低炭素鋼や軟鋼は、炭素含有量が非常に少ない。このほか、炭素鋼には中炭素鋼、高炭素鋼、超高炭素鋼の3種類がある。高炭素鋼では、炭素含有量は0.30～1.70重量％の間で変化します。中炭素鋼の炭素含有量は0.30～0.59％、高炭素鋼の炭素含有量は0.6～0.99％である。超高炭素鋼の炭素含有量は1.0～2.0%である。熱処理に成功することもある。その結果、これらは通常、非常に強く、硬い。ただし、延性は低いかもしれない。

ステンレススチール

ステンレス鋼は他の合金鋼と異なり、腐食したり錆びたりしないのが特徴です。これに加えて、前述したような鉄の本質的な特性も備えている。ステンレス鋼と炭素鋼の違いは、クロムの含有量である。質量比で少なくとも10.5%〜11%のクロムを含む。そのため、酸化クロムの不活性層を形成するのです。これが、ステンレス鋼が腐食しない理由である。そのため、ステンレス鋼は、建物、モニュメント、自動車、機械など、さまざまな用途に使用されている。

• 炭素鋼は腐食しやすく、ステンレス鋼は腐食しにくい。

• ステンレス鋼と炭素鋼の違いはクロムの含有量で、少なくとも10.5％～11％（質量比）である。

• ステンレス鋼には、炭素鋼にはない酸化クロムの層が内蔵されている。