S45Cの加工方法と材料特性について｜金属・樹脂加工部品の海外調達、試作加工ならTECH-JOURNEY

S45Cの加工方法と材料特性について

S45Cは、日本のJIS規格（JIS G 4051）における機械構造用炭素鋼の一種で、中炭素鋼に分類されます。強度と靭性のバランスが良く、切削加工や熱処理が容易なため、幅広い用途で使用されています。

1. S45Cの材料特性

(1) 化学成分（JIS G 4051準拠）

元素	含有量（%）
炭素 (C)	0.42～0.48
ケイ素 (Si)	0.15～0.35
マンガン (Mn)	0.60～0.90
リン (P)	≦0.030
硫黄 (S)	≦0.035

炭素含有量が約0.45%であることから、焼入れ・焼戻しによる強度向上が可能であり、機械部品に適しています。

(2) 機械的性質（一般値）

性質	焼きならし (調質なし)	焼入れ焼戻し（HB200～250）
引張強さ (MPa)	約570～700	約850～1000
降伏点 (MPa)	約350～450	約600～800
硬度 (HB)	160～200	200～250
伸び (%)	15～25	10～15
衝撃値 (J/cm²)	約50～80	約30～50

焼入れ・焼戻しを施すことで、強度・硬度が向上しますが、靭性は若干低下します。

2. S45Cの加工方法

S45Cは機械加工性・熱処理性に優れ、多くの加工方法に対応できます。

(1) 切削加工

S45Cは中炭素鋼のため、焼きならし（正規化）や焼戻しを行った状態では比較的加工しやすい。
硬度が高い状態（焼入れ後）では、工具摩耗が激しくなるため、超硬工具やコーティング工具を使用。
切削条件の一例（焼きならし状態）
- 旋削加工（工具：超硬チップ）
  - 切削速度：120～180 m/min
  - 送り：0.1～0.3 mm/rev
  - 切込み深さ：1～3 mm
- フライス加工（工具：超硬エンドミル）
  - 切削速度：80～120 m/min
  - 送り：0.05～0.2 mm/tooth

(2) 熱処理

S45Cは熱処理により、特性を大きく変えることが可能です。

焼きならし（正規化, ノルマライズ）
- 目的：均一な組織にする、切削性向上
- 加熱温度：850～900℃
- 空冷により冷却
- 硬度：HB160～200
焼入れ
- 目的：硬度と強度の向上
- 加熱温度：820～860℃
- 冷却方法：水冷または油冷
- 硬度：HRC50前後（冷却方法による）
焼戻し
- 目的：靭性向上、残留応力の緩和
- 温度：500～650℃
- 硬度：HRC25～35（調質状態）

(3) 溶接

S45Cは炭素量が高いため、溶接時に割れが発生しやすい。
前処理：予熱（150～300℃）
後処理：徐冷（溶接後にゆっくり冷却）
推奨溶接方法：TIG溶接、MIG溶接、被覆アーク溶接（低水素系溶接棒推奨）

(4) 鍛造

加熱温度：1100～1250℃
冷却：徐冷または焼きならしを実施
ギア、シャフト、クランクなどの部品に利用

(5) 表面処理

高周波焼入れ（表面のみ硬化、HRC55～60）
窒化処理（耐摩耗性向上）
リン酸塩処理・黒染め（防錆効果）

3. S45Cの用途

S45Cは強度と加工性のバランスが良いため、多くの機械部品に使われます。

用途	具体例
軸部品	シャフト、スピンドル、クランクシャフト
歯車	ギア、スプロケット
構造部材	ボルト、ナット、フレーム
金型部品	型枠、ピン、スライド部品

4. まとめ

S45Cは中炭素鋼の中でも最も広く使われる材料の一つで、切削加工、熱処理、鍛造、溶接など多様な加工方法に対応しています。特に、適切な熱処理を行うことで、機械的性質を大きく向上させることができるため、使用環境に応じた処理を選択することが重要です。

もし特定の加工条件や用途に関して詳しく知りたい場合は、ぜひ質問してください！

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