S45C

このページでは機械部品の加工素材として用いられる「S45C（機械構造用炭素鋼鋼材）」について解説しています。S45Cの特徴やメリット・デメリットなどをまとめて紹介していますので、部品加工を業者へ依頼したり加工部品調達会社を比較検討したりする際の参考にしてください。

S45Cとは

S45C（機械構造用炭素鋼鋼材）は炭素を含有する合金（鋼材）であり、「Steel Carbon（SC材）」や「炭素鋼鋳鋼品」と呼ばれる素材の1種です。SC材は成分の含有比率がJIS規格などによって規定されており、鋼材の中でも硬度や強度に優れていることが特徴です。

S45Cは成分としての特性が規定されていることから目的に合わせて使いやすいことがポイントであり、炭素量が多いため熱処理の条件を変更することで特性を任意に管理しやすいといった特徴もあります。

一方、溶接加工には不適といった点も無視できません。

S45Cのメリット・デメリット

S45Cは成分比率がJIS規格で規定されているため、購入した素材によって特性に差が生じにくく、目的の利用に使いやすい点がメリットです。強度や硬度にも優れているため、高負荷がかかる機械製品の構造体などにも利用できます。また、熱処理によって特性を調整しやすく利用幅が広いこともメリットです。

反面、溶接加工には適しておらず、また鋼材の中でもSS材（Steel Structure）と比較すれば高価な素材になっているといったデメリットもあります。

S45CとSS400の違い

SS400は「SS材：Steel Structure」の1種であり、日本語では「一般構造用圧延鋼材」と呼ばれる鋼材です。SS材には複数の種類が規定されており、SS材の代表例として一般に普及している素材がSS400です。

SS400はS45Cと比較して強度に劣るものの低コストの素材となっており入手しやすいといった特徴があります。一方、SS400は炭素比率やマンガン比率などが規定されておらず、JIS規定によって成分が定められているS45Cと比べると入手した素材によって特性に差が生じる可能性もあります。

S45CとS50Cの違い

S45CとS50Cはどちらも炭素鋼であり、炭素を含有する鉄と鋼の合金です。またどちらも機械構造用炭素鋼鋼材として知られており、炭素鋼の中では炭素含有量にもとづいて「低炭素鋼」～「中炭素鋼」に分類されます。

S45CとS50Cの最も大きな違いは含有されている炭素の量であり、S45Cは炭素含有量が0.45％、S50Cは炭素含有量が0.50％となっています。

また、S45Cは一般的に丸棒などで流通しており、S50Cは角材として流通しているといった点も違いです。

S45Cの化学成分

S45Cの化学成分はJISにおいて下記のとおりに規定されています。

• C（炭素）…0.42～0.48
• Si（ケイ素）…0.15～0.35
• Mn（マンガン）0.60～0.90
• P（リン）…0.30以下
• S（硫黄）…0.35以下

参照元：JIS G 4051：機械構造用炭素鋼鋼材

S45Cの生材の硬度・せん断強度

S45Cは炭素を含んでいる分、SS400と比較しても硬度やせん断強度に優れています。ただし、S45Cの硬度や引っ張り強さ、せん断強度などを高めるためには熱処理による加工が重要になることもポイントです。

たとえば一般的にS45Cの硬度（HV）は焼き入れ前でおよそ220～280ですが、焼き入れによる処理を施すことで600～750ほどにまで高められます。

S45Cの密度・比重・磁性

S45Cの密度と比重はともに「7.84」となっており、真鍮などと比較すれば軽量な金属素材といえますが、アルミニウム合金や樹脂材と比較すると重たい素材といえるでしょう。

また、S45Cは磁性を有する素材であり、焼き入れによっても保持力があるといった点が特徴です。そのため、焼き入れ後に磁性を除去する場合、必要に応じて脱磁器を用いなければなりません。ただし磁力はそもそもあまり強くありません。

S45Cの用途

S45Cは機械構造用炭素鋼鋼材という呼ばれ方からも連想されるように、機械部品として利用されることの多い素材です。特に硬度や強度を高められているS45Cは機械の内部を構成する部品の素材として利用されており、切削加工も行いやすいことから様々な形状の部品として加工されることもポイントです。

具体的にはボルトやナット、歯車や軸、シャフトなどに幅広く利用されています。

S45Cの加工性

S45Cは焼き入れによって強度や硬度が大幅に向上する素材です。そのため、切削加工などを施す場合は焼き入れ前のS45Cを利用することがポイントです。焼き入れ前のS45Cは比較的切削加工を行いやすい素材であり、様々な用途や形状に合わせて加工することができます。

ただし、炭素を含むS45Cは溶接加工に向いておらず、また反りや曲がりといった不具合が生じる可能性もあります。加えて耐食性はあまり高くないため、S45Cによる部品を長期的に使用する場合は表面加工によって防錆処理などを施さなければなりません。

なお、加工時の作業のしやすさによって丸棒（S45C）でなく角材（S50C）が選ばれることもあります。

S45Cの部品加工の依頼は「加工部品調達会社」へ

S45Cは機械製造や機械加工の分野で幅広く利用されている素材であり、JIS規格によって炭素鋼としての各成分の含有量などが規定されています。そのため適正なS45Cであれば目的に合わせて利用しやすいことが特徴です。

ただしS45Cには溶接のしにくさや反り・曲がりといったリスクもあり、適切な部品加工には相応のノウハウが必要です。

加工部品調達会社は素材の調達から加工業者の選定や交渉、加工の進捗や品質の管理といった一連の作業を一貫対応してくれる専門業者であり、初めてS45C素材を利用する場合でもトータルのサポートを行ってくれます。