目次
鉄と鋼と鋳鉄の違いのまとめ
なにか | 強度 | 主な用途 | |
---|---|---|---|
鉄(iron) | 純度の高い鉄 柔らかい |
弱い、実用には不十分 | 電磁鋼板、特殊用途(磁性材料など) |
鋼(steel) | 鉄に炭素(0.02%~2.1%)を加えた合金 炭素量や熱処理で硬さを調整可能 |
強度・靱性が高く、幅広く利用可能 | 建築、機械、車両、工具、刃物、ステンレスなど |
鋳鉄(Cast Iron) | 鉄に炭素(2.1%以上)を加えた合金 | 硬くて脆いが、鋳造しやすく耐摩耗性に優れる | 鉄鍋、エンジンブロック、マンホール蓋、ボイラー部品 |
鉄は、素材のベース。
鋼は、鉄を実用的に進化させた合金。
鋳鉄は、炭素を多く含む鉄合金で、鋳造しやすく、硬くて耐摩耗性・耐熱性に優れるが、脆い。
鉄とは
- 工業的に用いられる純鉄は炭素をほとんど含まず、柔らかい。
- 単体ではあまり強度がなく、実用には適さないことが多い。
製品例
- 電磁鋼板(変圧器・モーターコア)
- 実験用・研究用の純鉄材
- 特殊用途の精密部品
鉄の歴史的意味
石器時代 → 青銅器時代 → 鉄器時代
軍事革命
鉄の剣や槍、鎧は青銅製より強く、戦争の様相を変えました。
これにより、鉄を安定供給できる国家が優位に立ちました。
農業革命
鉄製の犂(すき)や斧により森林伐採や耕作が進み、農業生産力が拡大。
人口増加と都市文明の発展を支えました。
鋼(はがね)とは
- 鉄に炭素を0.02%~2.1%程度含ませた合金。
- 熱処理や成分調整によって強度・硬さ・靱性をコントロールできる。
- 建築・自動車・機械・工具など、幅広い用途で利用される。
製品例
- 建築用鉄骨、鉄筋
- 自動車の車体・エンジン部品
- 鉄道レール
- 工具類(包丁、ハサミ、ドリル)
- ステンレス製品(シンク、医療器具)
ステンレス・・・鋼の一種。鉄にクロムが10.5%以上含む合金。錆びにくい。
鋼ができるまでの流れ
1.原料の鉄鉱石を採掘
2.高炉で効率よく溶かすために鉄鉱石を細かく砕く
3.高炉に鉄鉱石、コークス(炭素の材料)、石灰石を入れ、銑鉄(せんてつ)ができる
4.転炉や電気炉で酸素を吹き込んで炭素を燃焼除去し鋼ができる
5.鋼は用途に応じて加工される
鋼の歴史的意味
中世の日本
日本刀は、「たたら製鉄法」により玉鋼(たまはがね)が作られ、折り返し鍛錬によって強靱で美しい刀剣が生まれました。
18世紀~19世紀にかけて、製鋼技術が大きく進歩しました。
鋼は鉄道レール、橋梁、造船、武器、建築(摩天楼の鉄骨構造)など、近代文明を象徴するインフラの中心素材になりました。
現代
鋼は20世紀以降、国力の象徴と見なされ、各国が製鉄・製鋼業を重視しました。
高張力鋼、ステンレス鋼、特殊鋼など多様な鋼種が開発され、航空機、原子力、化学プラントなど産業全般を支えています。
鋳鉄(ちゅうてつ)とは
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鉄に炭素が多く含まれると、硬いが脆く、溶かして型に流し込む「鋳造」に適した性質になります。
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そのため鋳物(いもの)製品として多用されてきました。
製品例
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日常生活:鉄鍋、ダッチオーブン、ストーブ、マンホール蓋
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自動車・機械:エンジンブロック、シリンダーヘッド、ギア、工作機械のベッド
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インフラ:水道管、下水管、建築部材
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