すべての鋼は炭素を含んでいます（間。02％と2.1％、実際には！）、それではなぜ炭素鋼と呼ばれる鋼の一つの様々なですか？ 結局のところ、炭素鋼という用語は、実際には炭素鋼と低合金鋼の2つの異なるタイプの鋼を記述するために使用されています。 ステンレス鋼は、一方では、腐食に抵抗するように設計されている鋼鉄合金の専門にされたグループです。 この記事では、炭素鋼とステンレス鋼を比較し、対比します。

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炭素鋼は実際には何を意味しますか？

“炭素鋼”には、技術的な定義とより一般的な分類の2つの意味があります。 技術的な定義は非常に明確です:アメリカ鉄鋼協会(AISI)によると、鋼は炭素鋼の技術的な定義に一致するために、以下の基準を満たさなければなりません。

1. クロム、コバルト、コロンビウム、モリブデン、ニッケル、チタン、タングステン、バナジウム、ジルコニウム、または所望の合金効果を得るために添加されるその他の元素には、最低含有量が指定されていないか、または必要とされていません
2. 銅の指定された最小値が0を超えない場合。40パーセント
3. 次の元素のいずれかに指定された最大含有量が記載された割合を超えない場合：マンガン1.65、シリコン0.60、銅0.60。

技術的な定義は、複雑ですが、一つの単純な制約に要約されます—真の炭素鋼はほとんど合金元素を持たなければならず、主に鉄と炭素の二つの材料で構成されています。 炭素の量は変化する可能性があり、許容可能な合金材料はいくつかありますが、これらの鋼は単純です。

正確な定義に加えて、用語炭素鋼はまた、ステンレス鋼ではない合金鋼の広いグループを参照するために使用されます。 炭素鋼とは異なり、低合金鋼は少量の多種多様な合金元素を含むことができ、多種多様な用途に合わせてカスタマイズすることができます。 これらの鋼鉄は、炭素鋼の技術的要求事項を満たしていない間、鋼鉄のより大きい境界を意味する:ステンレス鋼対他のすべて。

炭素鋼（定義によって）

簡単に言えば、定義によって炭素鋼は非常に簡単です。 それはあるカーボンおよび限られた合金になる要素が付いている鉄です。 さらに、合金元素（例えば4140および4340のような）を必要とする鋼は炭素鋼ではない。 炭素鋼の定義の中では、材料は低炭素鋼または高炭素鋼のいずれかとして定義することができる。 低炭素鋼は非常に一般的ですが、高炭素鋼は高強度で非腐食性の環境でのみ使用されます。 低炭素鋼である1020鋼は、今日生産されている最も人気のある鋼の1つです。

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炭素鋼は、炭素含有量に基づいて機械的特性を変化させています。 低炭素の鋼鉄はより弱く、より柔らかいですが、容易に機械で造られ、溶接することができます;高炭素の鋼鉄はより強いが、処理しかなりにくい間。 すべての炭素鋼はそれらをいろいろ最終用途の適用の使用のために不適当にさせる錆に敏感です。 全体的に、炭素鋼は、低コストの金属を探している場合は優れていますが、一般的に高品質または高精度の製造作業には適していません。

低合金鋼（時には炭素鋼と呼ばれる）

低合金鋼は、伝統的な炭素鋼の材料特性を改善するために（クロム、コバルト、ニオブ、モリブデン、ニッ それらはしばしば伝統的な炭素鋼よりも強く、硬く、わずかに耐腐食性があります。

合金鋼は、（炭素に加えて）一次合金材料によって定義されています。 最も一般的な合金鋼の1つである4140は、クロム-モリブデン合金鋼です。 これは、一次合金元素がクロム（耐食性を高める）およびモリブデン（靭性を高める）であることを意味する。 その結果、4140は高摩耗の適用および高温で使用される。

合金鋼は、今日の業界で最も広く使用されている鋼の一つです。 それらは機械加工可能で、手頃な価格で、容易に入手可能であり、良好な機械的特性を有する。 部品が防蝕である必要がなければ低合金の鋼鉄はあなたの木びき台のための最もよい強打を提供します。

従来の方法を介して製造することが有利な合金鋼を作る特性は、それが3Dプリントにあまり価値がありません。 それが容易に機械で造られ、安く得られるので、金属3Dの印刷のより高い固有の部分の費用は印刷するためにそれを経済的に支持できなくさせ いくつかの金属印刷会社は4140のような低合金鋼を提供していますが、一般的にはまれです。

ステンレス鋼

ステンレス鋼は、高クロム含有量に起因する優れた耐食性（><1.2質量％）である。 耐食性を越えて、これらの鋼鉄の機械特性は非常に変わることができます。

オーステナイト系ステンレス鋼は、ステンレス鋼の最も一般的なタイプです。 それらは扱われる熱である場合もないけれども防蝕で、容易に機械で造られ、溶接することができる。 303および304は共通のタイプのオーステナイトのステンレス鋼であり、316Lは耐食性を最大にする変形です。 これらの鋼鉄はいろいろ操作で—耐候性があるので、ちょうど約どこでも働きます使用されます。 より高い費用が原因で、金属3D印刷はこれらの部品のための実行可能な製作方法である場合もあります。

マルテンサイト系ステンレス鋼は、延性を犠牲にしてオーステナイト鋼に優れた機械的特性を提供します。 グループとして、それらはオーステナイトの鋼鉄の一般的な多様性に欠けています—しかし、低合金の鋼鉄よりずっと優秀な耐食性と対になる高力硬度は さらに、マルテンサイト鋼は、硬度、強度、および剛性をさらに高めるために熱処理することができる。

17-4PHは、様々な材料特性に合わせて熱処理することができるマルテンサイト系ステンレス鋼の特に有用なタイプです。 高い硬度および極端に低い切削加工性、それが原因で頻繁に3D印刷物に苦労して機械で造るより安いです。 3D印刷の金属部分についての詳細を学ぶことを望んだらMarkforged金属X.を点検しなさい

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炭素鋼対ステンレス鋼: 最終的な評決

炭素鋼対ステンレス鋼の議論は、炭素鋼が鋼の二つの異なるタイプを参照することができますように、もともと考えられてい

低炭素鋼と比較して、ステンレス鋼は強度、硬度、そして最も重要な耐食性の大規模なアップグレードを提供しています。 高炭素の鋼鉄はステンレス鋼に匹敵し、時々超過する強さを提供しますが、主として製造業の世界のニッチ材料です。 あらゆる炭素鋼とは違って、ステンレス鋼は腐食性か湿気のある環境で、自由な酸化存続し、繁栄できます。 それは言われて、炭素鋼はステンレス鋼より大いに安く、管、ビームおよび転がされた鋼板のような大きい構造部品に、適する。

低合金鋼は、ほとんどの点で炭素鋼よりも優れていますが、依然として耐食性に欠けています。 それは効果的にステンレス鋼の物質的な特性に一致できます—その結果、4140および4340のような合金は頻繁に少し酸化が傷つけない多くの適用で機械で ステンレス鋼は部分の質が妥協することができない産業操作でよりよく使用されるより高い等級材料です。