SS400 vs S45C：強度や加工性の違いを理解しよう

2025年2月7日

製造業や建設業に携わる方々にとって、材料選びは非常に重要なプロセスです。特に、鋼材の選定は、製品の性能や耐久性に直接影響を与えるため、慎重に行う必要があります。「SS400とS45Cの違いを理解したいけれど、どこから始めればいいのか？」と悩んでいる方も多いのではないでしょうか。

本記事では、SS400とS45Cという二つの鋼材の特性を比較し、それぞれの強度や加工性について詳しく解説します。特に、どのような用途にどちらの材質が適しているのか、また、選択する際のポイントを押さえることで、皆さんのプロジェクトに最適な材料選びができるようサポートしたいと考えています。

SS400は、その優れた加工性とコストパフォーマンスから広く使用されていますが、S45Cは高い強度と耐摩耗性が要求される用途で重宝されています。この記事を読むことで、これらの材料の特性を理解し、実際の選定に役立てていただけることでしょう。さあ、SS400とS45Cの違いを深く探求していきましょう。

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1. SS400とS45Cの特性比較

1-1. SS400の基本特性

SS400は一般構造用鋼として広く使用されており、溶接性・加工性に優れる低炭素鋼 です。炭素含有量が少ないため、靭性が高く、曲げ加工や溶接が容易 であり、建築や機械部品に適しています。ただし、強度や硬度はそれほど高くなく、焼入れによる硬化も難しい ため、高い耐摩耗性や強度が求められる用途には向きません。

1-2. S45Cの基本特性

S45Cは機械構造用炭素鋼の代表的な材料で、炭素含有量が約0.45%とSS400より高い ため、強度・硬度が優れています。さらに、焼入れ・焼戻し（熱処理）を施すことで、より高い強度と耐摩耗性を得ることが可能 です。そのため、シャフトやギアなどの機械部品に多く使用されます。ただし、SS400に比べると溶接性は劣り、熱影響部が脆くなる可能性があるため、適切な前処理や後処理が必要です。

1-3. SS400とS45Cの化学成分の違い

SS400とS45Cの最も大きな違いは炭素含有量 です。SS400は炭素含有量が0.17～0.25%と低く、柔らかく加工しやすいのが特徴です。一方、S45Cは約0.42～0.48%の炭素を含み、熱処理によって高い強度と硬度を得ることができます。

また、S45Cには微量のシリコン（Si）やマンガン（Mn）が含まれており、強度や靭性を向上 させる効果があります。一方、SS400は化学成分が厳密に規定されていないため、メーカーごとに成分にばらつきがある点も考慮が必要です。

用途によって最適な材料を選定し、それぞれの特性を最大限に活かすことが重要です。

2. SS400とS45Cの機械的特性比較

2-1. 引張強さの比較

SS400とS45Cの引張強さ（引張強度） は大きく異なります。SS400の引張強さは400～510 MPa程度であり、一般的な構造材としては十分な強度を持っています。一方、S45Cは570～700 MPaとSS400よりもはるかに高い引張強さを持ち、機械部品や高荷重を受ける構造部品に適しています。特に、S45Cは焼入れ・焼戻しを行うことで、さらに高い強度を得ることが可能です。

2-2. 硬度の違い

硬度においても、SS400とS45Cでは大きな差があります。SS400のブリネル硬度（HB）は約120～160程度であり、比較的軟らかいため、成形や溶接が容易です。一方、S45Cの焼き入れ前の硬度は約160～220HBですが、焼入れ後は40～55HRC（約400HB以上）まで硬度を高めることが可能 です。これにより、耐摩耗性や耐久性が向上し、機械部品に適した特性を持つことがS45Cの大きな利点です。

2-3. 加工性の評価

SS400は低炭素鋼のため、切削加工性や溶接性に優れ ており、機械加工が容易 です。特に、構造材やフレーム部材としての利用が多く、曲げ加工や溶接作業も問題なく行えます。しかし、強度が低いため、高荷重がかかる部品には適さない というデメリットがあります。

S45Cは炭素量が多いため、切削加工時の工具摩耗が大きく、加工には適した工具や条件が求められます。また、焼入れ後の硬度が高いため、仕上げ加工には研削や高精度な切削技術が必要 です。溶接性は低く、溶接後の割れを防ぐために、適切な予熱や後熱処理を施す必要があります。

このように、SS400は加工のしやすさを重視する場合に適し、S45Cは強度や耐摩耗性が求められる部品に適しているため、用途に応じた材料選定が重要です。

3. 用途別の鋼材選定

3-1. SS400の適用例

SS400とS45Cは、鉄の種類の一つですが、それぞれ特性が異なります。まず、SS400は強度が高く、加工しやすいので、建物の骨組みや橋などに使われます。例えば、工場や倉庫の柱としてよく見られます。一方、S45Cはさらに強度があり、耐摩耗性にも優れています。そのため、機械部品や自動車の部品に使われることが多いです。例えば、ギアやシャフトなど、力がかかる部分に適しています。このように、SS400は主に建築に、S45Cは機械に使われることが多いのです。使う目的によって、どちらの材料を選ぶかが大切です。それぞれの特性を理解することで、より良い選択ができるでしょう。

3-2. S45Cの適用例

S45Cは、強度と加工性に優れた鋼材です。S45Cは特に機械部品や工具の製造に適しています。理由は、その硬さと耐久性が高いため、長持ちする部品を作ることができるからです。例えば、自動車のシャフトやギア、さらには工作機械の部品などに使われています。これらの部品は、強い力がかかるため、S45Cの特性が非常に重要です。さらに、加工もしやすいので、さまざまな形に成形することができます。S45Cは信頼性の高い材料として、多くの産業で重宝されています。このように、S45Cは強度と加工性を兼ね備えた優れた選択肢です。