鋼の機械的および物理的特性は、その組成と不純物（リンや硫黄など）の割合に応じて大幅に異なります。このようにして、他より優れた機械的および物理的特性が必要な場合、鋼をクロム、コバルト、銅、モリブデン、ニッケル、窒素、セレン、タンタル、チタン、タングステン、またはバナジウムと合金化できます。
鋼の組成と特性は大きく異なります。鋼は一般に鉄よりも炭素含有量が低く、他の金属に見られるものより不純物の数が少ない。
一般に、密度、電気伝導率、熱伝導率などの物理特性は、合金によって大きく異なりません。ただし、強度、延性、硬度などの機械的特性は、合金の種類と鋼の組成に大きく依存します。
鋼の主な機械的性質
1-可塑性
応力を受けた後、鋼がその形状を保持する能力です。少量の炭素で合金化された鋼は、より可塑性があります。
2-もろさ
脆性とは、応力がかかったときに鋼が壊れやすくなることです。炭素の割合が高い鋼を合金化すると、よりもろくなる傾向があります。
3-順応性
可鍛性は、鋼の圧延しやすさです。このように、一部のステンレス鋼合金は、他の合金よりも展性が高い傾向があります。
4-硬度
硬度は、金属が研磨剤に対抗する抵抗です。鋼の合金に追加する炭素が多いほど、それは難しくなります。
5-粘り強さ
靭性とは、破壊することなく外力の印加に抵抗する鋼の能力を表す概念です。
炭素濃度が中程度の鋼の場合、靭性は高くなる傾向があります。
鋼の主な物性
1-ボディ
それらには、鋼の重量、その体積、質量、密度に関連する特性が含まれます。
2-熱
それは、鋼の3つの基本的な側面を指します。温度を伝導する能力（伝導）、熱を伝達する能力（対流）、および媒体内で赤外線を放射する能力（放射）です。
3-電気
それらは鋼が電流を伝導する能力を指します。
4-光学
鋼の場合のこれらの特性は、光を反射するか、または輝きを放出するその能力を示します。ステンレス鋼がより高い割合のアルミニウムと合金化されている限り、それはより良い光学特性を持っています。
5-磁気
これは、鋼が誘導される、または電磁場を誘導する能力を指します。
鋼合金中の鉄の割合が高いほど、磁石として機能する能力が高くなります。
鋼の種類
用途に応じてさまざまな種類の鋼が生産されるため、これらの種類の鋼の機械的および物理的特性は異なる必要があります。
このように、鋼をその特性（特に、弾性、密度、融点、熱伝導率、強度、硬度など）に従って分類するために、さまざまなスケールが作成されています。
異なる種類の鋼を製造するために、製造業者は異なる濃度の他の金属を使用して合金を製造します。
製造プロセスと鋼の加工方法も、得られる最終製品に大きな影響を与えます。
American Iron and Steel Institute（AISI）によれば、鋼はその化学組成に従って4つの主要なグループに分類できます。
- 炭素鋼
- 合金鋼
- ステンレス鋼
- 工具鋼
炭素鋼の特性
炭素鋼は、鉄と炭素の合金に由来します。炭素の割合を変えることにより、異なる品質の鋼を製造することが可能です。一般に、炭素の割合が高いほど、鋼はより強く、より硬くなります。
炭素の割合が低い鋼は、錬鉄として市場で知られています。このタイプの鋼は非常にプラスチックであるため、取り扱いが簡単です。
このため、グレーティング、装飾用途、または街灯の製造に広く使用されています。
中程度の炭素含有量の鋼は非常に丈夫です。そのため、橋や構造部品を巨大な負荷に対応できるようにするために使用されます。
その一部として、高炭素鋼がケーブルの製造に使用されています。石炭の割合が鉄の割合よりも大きい場合、それは鋳鉄と呼ばれ、花瓶やその他の種類の物品の製造に使用されます。
後者のタイプの鋼は非常に硬いですが、非常にもろいです。
合金鋼の特性
合金鋼は、鉄以外の1つ以上の金属を少量使用して製造されたものです。合金に追加されたこれらの金属は、鋼の特性を変更する能力を持っています。
たとえば、鉄、クロム、ニッケルから作られた鋼は、ステンレス鋼になります。この合金にアルミニウムを添加すると、外観はより柔軟で均一になります。
マンガンを鋼合金に添加すると、並外れた強度と靭性を実現できます。
ステンレス鋼の特性
ステンレス鋼には、10〜20％のクロムが含まれています。これは、腐食や酸化に対する耐性が非常に高い要素です。
鋼に11％のクロムが含まれている場合、クロムを含まない鋼の約200倍の耐腐食性があります。ステンレス鋼には3つのグループがあります。
オーステナイト鋼：クロムの濃度が最も高く、ニッケルと炭素の割合が少ない鋼です。
一般的に食品加工や配管に使用されます。磁性ではないため、簡単に認識できます。
フェライト鋼：クロムを約15％含む鋼の一種ですが、炭素やその他の金属（モリブデン、アルミニウム、チタンなど）はごくわずかです。
このタイプの鋼は磁性で、非常に硬く、耐性があります。冷間加工で硬化します。
マルテンサイト鋼：中程度の量のクロム、ニッケル、炭素を含む鋼です。それは非常に磁気的であり、高温で処理可能です。
マルテンサイト鋼は、ナイフや手術器具などの切削工具の製造によく使用されます。
工具鋼の特性
工具鋼は非常に耐久性があり、温度耐性があり、かなり高い硬度を持っています。
タングステン、モリブデン、コバルト、バナジウムが含まれています。それはドリルビットを作るために使用されるものです。
参考文献
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