S45Cとは

読み: えすよんじゅうごしー

S45Cとは、JIS G4051に定める機械構造用炭素鋼の一種で、炭素含有量が0.42〜0.48%の範囲にある鋼材である。「S」は鋼(Steel)、「45」は炭素含有量のおおよその値(0.45%)、「C」は炭素鋼(Carbon)を表す。

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概要

S45Cは、機械部品用の鋼材として最も使用頻度の高い材質のひとつである。炭素含有量が中程度で、生材のまま使うことも、焼入れ・焼戻しで硬度を上げて使うこともできる。この使い分けの幅の広さが汎用性の理由である。

価格も比較的安定しており、丸棒・角材として流通量が多い。そのため納期面でも調達しやすく、シャフト・軸・ブロック材など形状を問わず候補に挙がる材質である。

特性と熱処理

炭素量が上がるほど鋼は硬く、脆くなる傾向がある。S45Cは炭素量が中程度であるため、生材強度と加工性のバランスが取れており、機械部品に幅広く用いられる。焼入れ・焼戻しを行うことで表面硬度を高め、耐摩耗性が必要な軸部品などに対応できる。

高周波焼入れとの組み合わせもよく使われる。表面のみを短時間で加熱・急冷して硬化させるため、内部の靭性を保ったまま摩耗面だけ硬くしたい場合に適している。深穴加工の対象となるシャフトやドローチューブでは、荒加工後に顧客側で高周波焼入れを行う分業もよく見られる。

SS400・S50Cとの違い

SS400は一般構造用圧延鋼材で、炭素量の規定がなく、熱処理による硬度向上を前提としない。溶接構造物や建築材料など「そのまま使う」用途が中心である。これに対しS45Cは炭素量が管理された機械構造用鋼で、熱処理により性質を変えられる点が異なる。

S50Cは炭素量がS45Cよりわずかに高い(目安0.47〜0.53%)材質で、S_C材の中では強度が高い部類に入る。炭素量が上がる分、S45Cに比べてやや硬く、油圧回路のマニホールドブロックなど強度を要する部品にも使われる。どちらを選ぶかは、必要強度と加工性のどちらを優先するかで決まる。

深穴加工での扱い

S45Cは切りくずが分断されやすく、被削性が比較的良好なため、BTA加工・ガンドリル加工いずれでも安定して加工できる材質のひとつである。深江特殊鋼では、車両用シャフト(外径φ65・長さ400mmにφ13貫通)や、工作機械のドローチューブ(外径φ190・長さ1,280mmにφ160貫通、肉厚15mmのパイプ形状)など、径・肉厚の異なる部品への加工実績がある。

黒皮のままではなく、旋盤・フライスで基準面を作ってから深穴加工に入ると、穴の位相合わせの精度が上がる。素材調達から前加工・深穴加工までを一貫で依頼できるかどうかは、リードタイムに直接影響する要素である。

よくある誤解

✕ S45Cは炭素鋼だから、必ず焼入れして使うものである。

○ 生材(熱処理なし)のまま使われることも多い。焼入れ・焼戻しは耐摩耗性が必要な部位にだけ選択的に行うのが一般的で、必須の工程ではない。

✕ SS400とS45Cは同じ「構造用鋼」なので互換材料である。

○ SS400は熱処理を前提としない圧延鋼材、S45Cは炭素量が管理され熱処理で性質を変えられる機械構造用鋼である。強度や熱処理の要否が異なるため、図面指定を無視した置き換えはできない。

✕ 肉厚の薄いパイプ形状はS45Cでも深穴加工が難しい。

○ 難易度は材質そのものよりクランプ時の変形と切りくず排出の設計に左右される。肉厚15mm程度のパイプ形状でも、クランプ方法と加工条件を調整すれば貫通加工の実績がある。

よくある質問

S45Cは深穴加工でどのくらいの精度が出ますか？+

被削性が比較的良好なため、BTA加工・ガンドリル加工の標準的な精度(真直度・面粗さ)が出しやすい材質です。具体的な公差は穴径・L/D比・加工方式によって変わるため、図面での確認が必要です。

焼入れ後の加工と焼入れ前の加工、どちらを先に依頼すべきですか？+

深穴のような大きい取り代の加工は、焼入れ前(生材または調質前)に行うのが一般的です。焼入れ後は硬度が上がり切削が難しくなるため、深穴加工を先に行い、必要な部位だけ後工程で焼入れ・研磨するという分業がよく使われます。

黒皮のままS45Cを支給しても加工できますか？+

可能ですが、深穴加工の前に旋盤・フライスで基準面を作っておくと穴の位相合わせの精度が上がり、後工程の工数も減ります。素材調達を含めて依頼できるか確認しておくとリードタイム短縮につながります。

出典

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