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 前回、材料知識を学ぶ際に感じる壁を下げるためのコツを紹介しました。今回はその続編です。

 材料の種類を表す名称には、JIS(日本産業規格)で定められた「和名」と「JIS記号」があります。実務では、部品図における材質指示も材料の発注も、JIS記号で行います。一方、和名は実務では使いませんが、名称に製造工程を表していたり(「冷間圧延鋼板」など)、性質を意味していたり(「高張力鋼」など)、用途を表していたりしたものがあります。これらの情報は理解を深めるのに役立ちます。

 しかし、用途を表したものには注意が必要です。例えば、「炭素工具鋼」や「高速度工具鋼」、「高炭素クロム軸受鋼」などは、具体的に工具用や軸受用といった用途が記されています。実は、この一部に実務とのズレがあるのです。

 例えば、炭素工具鋼は、実際に工具に使われることはほとんどありません。工具に使用すると工作物との摩擦で高温になります。炭素鋼は高温になると一気に強さが低下するので、使いものにならないのです。では炭素工具鋼は使われていないのかというと、そんなことはありません。この鋼は炭素量が多いため硬く、焼き入れすれば耐摩耗性に優れる材料にすることができます。従って、構造部品として広く使われています。

 経験を積むとこうした和名の違和感はなくなりますが、初めて学ぶ際には注意が必要です。和名の用途に引きずられることなく、その性質を生かして使うことが大切です。

 また、材料の機械的性質を学ぶ際には必ず、「降伏点」と「引っ張り強さ」が出てきます。どのような材料でも力を加えた瞬間から伸びが生じます。初めは力を除けば伸びは元に戻ります(弾性変形)が、一定以上の力が加わると力を除いても元に戻らずひずみが残ってしまいます(塑性変形)。さらに力を加えると最後には破断します。

 このように、材料に力を加えると3段階の変化を生じます。そして、それらの境界の力の大きさを表すのが「降伏点」と「引っ張り強さ」です。それ故に機械的性質の重要な視点になるのですが、一般的な使用条件では、設計のたびにこの数値を検証する必要はありません。