SCM435鋼の特性と用途を徹底解説｜強度・靭性・加工性の特徴から最適活用法まで

SCM435鋼は機械構造用合金鋼の代表的な材料で、強度・靭性・耐摩耗性に優れ、多くの産業分野で活用されています。本記事では、SCM435鋼の基本特性や化学成分、熱処理による性能変化、実際の用途例まで詳しく解説します。初心者の方でも理解しやすいよう、専門用語には簡単な解説を加えています。

SCM435鋼とは

SCM435鋼は、クロム（Cr）とモリブデン（Mo）を添加した中炭素合金鋼で、JIS規格では機械構造用合金鋼に分類されます。炭素含有量は約0.35〜0.43%、クロム0.90〜1.20%、モリブデン0.15〜0.30%が一般的で、強度と靭性のバランスが優れることが特徴です。これにより、自動車部品や産業機械、工具など耐久性が求められる部品に最適です。

SCM鋼の命名規則

「SCM」はSteel Chromium Molybdenumの略で、合金元素としてクロムとモリブデンが含まれることを示しています。「435」は炭素含有量と強度域を示す番号です。この命名規則を理解すると、ほかのSCM鋼との比較や選定が容易になります。

化学成分と基本特性

代表的な化学成分は以下の通りです：

  成分    含有量(%)
  C       0.35〜0.43
  Si      0.15〜0.35
  Mn      0.60〜0.90
  Cr      0.90〜1.20
  Mo      0.15〜0.30
  P       0.030以下
  S       0.035以下

クロムとモリブデンの添加により、焼入れ硬化性が向上し、耐摩耗性や耐疲労性が高まります。公的な材料規格情報はJIS規格情報でも確認できます。

SCM435鋼の熱処理と硬度変化

SCM435鋼は、焼入れ・焼戻しなどの熱処理によって硬度や靭性をコントロールできます。熱処理条件により、部品用途に応じた性能を引き出すことが可能です。

焼入れ

焼入れは高温（約850〜880℃）に加熱した後、水や油で急冷する処理です。マルテンサイト組織が生成され、硬度が大幅に向上します。未処理状態のHB180程度から、HRC50〜55程度まで上昇し、耐摩耗性や耐荷重性が向上します。ただし、硬化に伴い靭性は低下するため、衝撃に弱くなる点には注意が必要です。

焼戻し

焼戻しは、焼入れ後のSCM435鋼を150〜650℃で加熱する工程で、硬さと靭性のバランスを調整します。例えば300℃前後で焼戻すと、耐摩耗性を維持しつつ靭性を回復でき、自動車部品やギアの耐久性向上に効果的です。

焼ならし

焼ならしは約850℃で加熱後、空冷する処理で、組織を均一化します。硬度はHB180〜200程度に落ち着き、切削加工前の下処理として有効です。加工精度や歪み防止のために、焼ならしを併用するケースが多くあります。

SCM435鋼の用途

SCM435鋼は、強度・靭性・耐摩耗性のバランスが優れるため、幅広い部品に使用されます。用途と熱処理条件の例をまとめると以下の通りです。

  処理条件         硬度         主な用途
  未処理           HB180〜200   シャフト、ボルト
  焼入れ           HRC50〜55    ギア、切削工具
  焼入れ+焼戻し    HRC35〜45    カムシャフト、歯車
  焼ならし         HB180〜200   加工前素材、治具

たとえば自動車の駆動系部品では、耐摩耗性と靭性を兼ね備えるため「焼入れ＋焼戻し」が採用されます。産業機械や精密機器では、耐疲労性の観点からもSCM435鋼が選ばれることが多いです。

SCM435鋼の加工上の注意点

熱処理後の硬度上昇により、切削加工は難しくなります。未処理材での加工が基本で、焼入れ後は超硬工具やCBN工具の使用が推奨されます。また、焼入れや焼戻し時には歪みや割れの発生に注意し、部品形状や冷却速度を適切に設定する必要があります。

切削加工のポイント

• 未処理材は切削性が良好で工具摩耗が少ない
• 焼入れ材は高硬度のため専用工具が必要
• 加工後の歪み防止には焼ならしを併用

熱処理時の注意点

大型部品では冷却ムラによる硬度不均一が発生しやすく、強度や靭性にばらつきが生じる場合があります。冷却速度の管理や部品形状への配慮が不可欠です。信頼性の高い熱処理条件はJIS規格も参考になります。