本日軟調に推移
鋼(はがね、こう、Steel)とは鉄を主成分にする合金の総称で、鉄鋼(てっこう)とも呼ばれ、鋼でできた材料を鋼材(こうざい)、板状の鋼材を鋼板(こうはん)と呼ばれる。 「はがね」の日本語の語源は刃金(ハガネ)が起源である。
英語の発音である「スチール」という言い方もあるが、「盗む」のスチール(steal)と発音が同じなので、商用の言葉にはなり難い。一方で鋼はその頑強さからしばしばイメージで語られることがある。英語圏ではマン・オブ・スティールはスーパーマンの通称で知られており、名字としてはロシア語で「鋼鉄の人」を意味する独裁者ヨシフ・スターリンを指す。
鋼(はがね)の語源は、刃物に使用された金属を意味した「刃金(はがね)」である。一般に鋼とは、鉄に炭素が重量比0.3-2.0%(mass%)程度混ざった合金であり、それを鍛造段階で軟鉄に接合して刃物を製作していた。したがって鋼とは、一般に鉄とは異なり、硬い刃先を形成している物質を指していた。ここを原点にさまざまな鉄合金が発達し、そのつど鋼の定義は拡大解釈されて現在に至っている。鉄鋼はドイツ語のEisen und Stahl もしくは英語のIron and steel の訳が語源とされているが、国内で最初に「鉄鋼」と言う呼び名は安来鉄鋼合資会社が自社の錬鉄素材へつけたことが出発とされている。
鋼は、さびやすいという欠点はあるものの、炭素含有量や熱処理の仕方によって、材料強度や耐食性、耐熱性、磁気特性、熱膨張率などを変えることが可能である。鋼と呼ばれないものには、鋳鉄、錬鉄などがある。これは使い勝手から来る要求性能よりも作り勝手を重視しているからである。語感からいうと、熱処理などによって優れた強度・硬度をもつものを鋼と呼ぶように認識されがちなのは、その原義が日本語では刃物の金=刃金=鋼であり、漢字としても強く硬い(剛い)金=鋼という昔からの概念に、近代の合金という意味合いを重ね合わせたためである。この古い概念に相当する鋼は、整体師
組織と呼ばれ、その状態はもっとも強靭な状態である。
炭素量と温度により、鉄はさまざまな組織となる。現在の金属学からの定義は、Fe-C系2元合金において、C含有量が0.0218〜2.14[mass%]の範囲にある部位である。言い換えると、フェライトのC最大固溶量・0.0218[mass%]からオーステナイトのC最大固溶量・2.14[mass%]までの範囲の部位とも定義できる。
なお、Fe-C系2元合金において、C含有量が0.0218[mass%]以下の部位を鉄と呼び、2.14[mass%]以上の部位を鋳鉄と呼ぶ。
セメンタイトおよび パーライトも参照
鋼の生産は、高炉で作られた銑鉄を原料として転炉で生産する方式(転炉製鋼法)と、鉄スクラップを原料として電気炉で生産する方式(電気炉製鋼法)の2通りがある。日本での生産割合は、転炉製鋼法が約75%、電気炉製鋼法が約25%である。日本古来の製鋼法を「たたら吹き」と呼び、日本刀の原料、玉鋼を極少量であるが非営利目的で製造している。
鉄鋼材料はいろいろな名前で呼ばれている。また、分類法によって、同じ鉄鋼材料が別の名前で呼ばれることがある。
鋼は機械・金型・工具に長く使われた不用品回収
があり、その用途ごとに、鋼種の改良が進んできたため、例えばJISの鋼種の分類も、銅などの合金が比較的成分の系列にしたがって系統的に命名されているのに比べて、用途別や、製法によるものや、強度区分を含むもの、成分の1つである炭素量を示すものなどがあって、解りにくいものになっている。強度の高い高張力鋼板(ハイテン)を加工する金型なども特殊鋼の一種である工具鋼という同一強化機構を用いているのは、鋼の幅広い強度調整力を示す好例である。
例えばS45Cという鋼種は炭素量0.45%の鋼をいい、SUJ(軸受鋼)は、ボールベアリングの内外輪に使われる鋼種であるということを示す。
さらに、各国の規格において鋼種の呼称が異なっている。例えば
鋼の特長は、まず鉄に軽微な合金化を行うことにより最も強靭な固体材料を生成できることにある。次に資源が豊富であり比較的酸素との親和性が低いため安価に精錬ができてきたのが多用される重要な要素である。また、別元素との固溶限が大きく合金化しやすい側面もあるため多様な合金が開発されてきた。合金元素を添加することによって、シリコン (Si) を添加した電磁鋼、ニッケル (Ni) やマンガン (Mn) を添加した非磁性鋼、クロム (Cr) やニッケル (Ni) を添加したステンレス鋼、最も原始的な炭素にさらに別合金元素を添加することにより、飛躍的性能を持つ工具鋼、高速度鋼などさまざまな用途に適した性能をあたえることができる。
めっき(鍍、鍍金。英語:plating)とは、金属などの材料の表面に、金属の薄膜を被覆した表面処理、あるいはその方法を指す。狭義には液中でおこなう方法のみを言う。鍍金(ときん)ともいうが、狭義では金めっきを「鍍金」と呼ぶ事もある。
例えば、酸化(腐食)しやすい金属を、酸化しにくい金属で覆い保護したりする。また、高級感や質感を出す為に、金属上のみならず、プラスチック上にも金やクロムなどで鍍したりもする。
有名な鍍商品にはトタン、ブリキがある。トタンは鉄に亜鉛を、ブリキはスズをめっきしたものである。
貴金属(特に金)で卑金属を鍍した物は、外見は貴金属であるが内容は大した粗大ごみ
を持たない点から、人物が実力を持っているように見せかける行為を「鍍金」といい、実力を持っていないことがばれることを「鍍金が剥げる」ともいう。
古くは滅金などといい、純然たる日本発生の用語である。古代には東大寺盧舎那仏像(奈良の大仏)を鍍金するのに、水銀と金の合金(金アマルガム)を使用した物が有名である。当時は金と水銀を一対三でアマルガムとして、粘土状とした物を炭火で加熱し、水銀を除去して金だけを残す鍍金が行われた。水銀蒸気による水銀中毒が相当であったことが想像できる。
溶射とは、材料を加熱・溶解し、被施工物(基材)に吹き付け皮膜を形成することで、表面処理法の一種である。加熱の熱源としては、高温の燃焼炎・プラズマなどを用いる。この熱源により材料(溶射材料)は液滴化され、基材・皮膜上に吹きつけられる。この溶射材料の液滴は、"溶射粒子"と呼ばれ、この粒子が基材・皮膜上で凝固・密着することで皮膜が形成される。溶射粒子は小さな体積しか持たないため、基材への入熱は小さく、基材の熱影響は小さい。また、基材と溶射粒子の密着強度は溶接などと比較して小さく、ほとんどの溶射法において施工前に基材の表面を荒し、機械的な噛み合わせによる密着強度の向上を図る必要がある(ブラスト処理)。塗装などと同様にマスキングにより対象物の特定の部分のみに施工できる。
1910年前後にM.U.Schoop博士により発明・開発された。表面処理法としては比較的新しい。日本への導入は1919年、江澤謙二郎により行われた。太平洋戦争前の施工例として、東京株式取引所、三越呉服店、朝鮮総督府、郵船ビルディングなどの建築物や、美術品への施工があった。また、特記すべき施工例として、渡辺長男作の明治天皇の等身大御尊像への施工が上げられる。さらに、海軍関係(潜水艦、魚雷など)でも利用されている。熱源としてプラズマを用いる様になってから、溶射材料の適用範囲が拡大した。近年は超音速の噴流を用いることで、高い密着性、低い気孔率の皮膜の形成が可能となった。
高速フレーム溶射は本来フレーム溶射の一種であるが、特徴がかなり異なることから、別扱いになっている。燃焼ガスによる超音速の噴流を作り,この噴流により溶射材料を溶融・加速することで皮膜を形成する。
高速フレーム溶射の延長線上に生まれた新しい表面処理技術。亜音速〜超音速の気体が流れるノズル内に粉体を吹き込み、粒子を亜音速に加速し、基材に衝突させることで皮膜を形成する。「溶射粒子は溶融しない。」とされている。国内では東北大学、信州大学などで研究されていたが、近年、地方公設試、民間企業でも導入されるようになった。