【金属材料】SS400(旧SS41)とは 特徴・性質やS45Cとの違いを解説

SS400 金属材料

規定されているのはリン(P)と硫黄(S)の含有量のみ


SS400とは、最も一般的な汎用材として用いられている一般構造用圧延鋼です。

頭文字の”SS”はSteel Structure(構造用鋼)の略称で、”400″は引張強さの最小保証値を表しています。

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SS400 特徴

SS400の成分

SS400については、リン(P)と硫黄(S)の上限値が規定されているだけで他の成分については規定されておりません。炭素量は約0.2%以下であり「低炭素鋼」の分類といえます。
引張強度は400~510(N/mm^2)

SS400の長所・メリット

  • 価格が安い
    市場流通性がよく、他の金属材料に比べてトップクラスで価格が安いです。また、板厚の規格も多く入手性にも優れます。建築分野だけでなく機械分野においても非常に有名な材料です。
  • 市販の形状が豊富
    SS400は板材だけでなく丸棒材やアングル鋼など、様々な形状・サイズで流通しております。他の材料では流通していないような形状も多いので、加工工程を減らしたりコストを下げることが可能です。

SS400の短所・デメリット

  • 加工で変形しやすい
    材料の内部に残留応力があるため、切削加工などによって変形し易いです。
    残留応力とは?→残留応力について
  • 成分が不安定
    成分についてはリンと硫黄の上限値が規定されているだけなので、流通経路やロットによって材料にバラツキが出てきます。そのため、安定した精度で量産をしたい場合は成分が規定されているS45CS50Cなどの方が適しております→S45Cの特徴
S45Cとの違い、使い分け

前述したように、S45Cは炭素を含む含有成分がしっかりと規定されており、成分が安定しております。また、焼入れで硬度を上げたいときもS45Cを使用した方がいいですが、溶接性はSS400の方が優れています。SS400は材料費が比較的安いので、大きいサイズのものや精度がそこまで必要のない部品については、SS400で十分だと思われます。

加工方法

  • 切削加工 ◎
    SS400は被切削性が良いので切削加工は良好です。ただし、内部に残留応力があるため表面の広い範囲を切削すると残留応力が解放され、歪や反り発生の原因となる場合があります。(残留応力については、後述の焼鈍しなどによって取り除くことができます)
  • レーザー加工 ◎
    レーザー加工との相性はよく、機械の出力にもよりますが20mm程度の板厚であればレーザーで切断することができます。
  • 曲げ加工 ◎
    曲げ加工についても、問題なく行うことができます。ただし厚み5mm以下程度の板金加工品については、SS400よりもSPCC(SPHC)の方が一般的です。
  • 溶接 ○
    炭素量が少ないので、溶接時に表面硬化することもなく溶接性は比較的良好です。ただし、より高精度な仕上がりを必要とする場合は、溶接性に優れたSM材などがオススメです  

表面処理、焼入れについて

  • めっき
    SS400は錆が発生するので、めっきなどの処理をして腐食を防止したり、耐摩耗性を上げたりして使用することが多いです。安価な黒染めユニクロメッキ、精度の高い無電解ニッケルめっきや耐摩耗性のある硬質クロムメッキなどがよく採用されています。
  • 焼入れ
    SS400は前述したように、炭素量が0.2%以下と少ないので、焼入れで硬度を上げることはできません。焼入れで硬度を上げたい場合は、S45CやS50Cをオススメします。
  • 塗装
    塗装を施すことによって錆を防止したり、色を付けて外観性や視認性を向上させることができます。

総括

SS400は汎用性が高くかなり使いやすい材料です。高い精度を要するような部品には不向きですが、一般的な構造鋼として第一候補にあがってくる材料だと言えるでしょう。

使う上でのデメリットや苦手な使用環境もありますが表面処理など、2次工程における工夫によって弱点をある程度カバーすることも可能です。


この他の材料を一から学びたい方は→【材料を学ぶ】1.材料の全体像 材料の種類や特性を解説