工具鋼
工具鋼 (こうぐこう)とは、0.3〜2.0%の炭素を含む鋼で、硬さと耐磨耗性に優れ、金属加工に用いられる刃物、治具、金型等に用いられる。日本刀の刃先は現在の炭素工具鋼の源流であり玉鋼(和鋼)と呼ばれる。商品分類としては高級金属もしくは高級特殊鋼の代表例としてあげられる。
炭素工具鋼、合金工具鋼、ダイス鋼、高速度鋼、などの種類がある。工具鋼は室温状態であっても製造時と使用時の強度変化が最も大きな固体工業材料の部類である。この変化をもたらすのが、マルテンサイトという無拡散変態であり古来より伝わる日本刀の刃先の金属組織もこのマルテンサイト変態により成る。類似鉄鋼にマルエージング鋼があるが、様々な理由で主流とは成り得ていない。特に鉄鋼の切削に必要であった高速度鋼は、鉄鋼で鉄鋼を削るシンボルとして高い評価を得てきたが、近年超硬合金の台頭が目覚しくなってきている。 しかし超硬合金は常温強度の強度調整機能がないため、加工費用は莫大なものになり極小さな部材として使用される。また超硬合金はマルテンサイト変態を利用しない合金なので欠け易く工業的安定性を得ることが難しい。 以上のような強度調整機能の大きさと工業的安定性の両者を兼ね備えているため、様々な試作材料として重宝がられる。また大量生産物とは違うが大量生産を支える金型は製品形状が一定ない多品種少量物であるためダイス鋼は熱処理精度や硬度維持能力(焼き入れ性)などの適応能力の高さと、一定の耐久性を引き出せる物質として重宝がられいまだに主流の金型素材として君臨している。
代表的な工具鋼
代表的な工具鋼について、JISの規格で表記する。
- SK3:炭素工具鋼
- SKS3:合金工具鋼(低合金工具鋼もしくは特殊工具鋼(特鋼))
- SKD11:冷間金型用鋼(冷間ダイス鋼)
- SKD61:熱間金型用鋼(熱間ダイス鋼)
- SKH51:高速度工具鋼(ハイス鋼)
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