基礎編

発電所、製鉄所、化学プラント、橋梁、船舶、鉄道、建設機械巨大な設備を見渡すと、ステンレス鋼、低合金鋼、Ni基合金など、さまざまな金属材料が使われています。しかし、その土台にある材料は今も昔も炭素鋼です。炭素鋼は、一言でいえば「鉄を主成分とし...

Fe-C系平衡状態図を理解する ― 鉄は温度と炭素量で姿を変える鉄鋼材料を理解するうえで、避けて通れないのがFe-C系平衡状態図です。最初に見ると、線が多くて少し取っつきにくい図に見えるかもしれません。しかし、考え方はそれほど難しくありませ...

前回は、Fe-C系平衡状態図を使って、炭素量と温度によって鋼の組織がどのように変化するのかを見てきました。しかし、実際の鋼材はいつもゆっくり冷却されるわけではありません。焼入れでは急冷しますし、溶接部は短時間で高温まで加熱されたあと、急速に...

鋼の大きな特徴の一つは、同じ化学成分でも熱処理によって性質を大きく変えられることです。その代表的な熱処理が「焼入れ」と「焼戻し」です。焼入れをすると鋼は硬くなります。ところが、硬くなればそれで完成というわけではありません。焼入れしたままの鋼...

鋼の熱処理というと、「焼入れ」と「焼戻し」を思い浮かべる人が多いかもしれません。しかし、鋼の熱処理にはもう二つ、重要な処理があります。焼ならし（Normalizing）と焼なまし（Annealing）です。焼入れでは、鋼を加熱した後に比較的...

「金属をもっと強くしたい」機械や構造物を設計するとき、これは材料に対する基本的な要求の一つです。では、金属を強くするにはどうすればよいのでしょうか。合金元素を加える。熱処理をする。結晶粒を細かくする。冷間加工する。さまざまな方法がありますが...

鋼の基本は、鉄（Fe）と炭素（C）です。これまでの重工系材料学では、炭素量によって鋼の組織や性質が変化すること、さらに焼入れ・焼戻しなどの熱処理によって組織を変え、必要な強度や靭性を得ることを見てきました。では、実際の機械や設備に使用されて...

ステンレス鋼と聞くと、「さびない鋼」というイメージを持つ方も多いと思います。しかし、ステンレス鋼も鉄を主成分とする材料です。鉄である以上、条件によっては腐食します。それでも普通の炭素鋼と比べて、はるかにさびにくい。その大きな理由が、クロム（...

ジェットエンジンやガスタービンでは、燃焼によって高温のガスが発生します。この高温の燃焼ガスをタービンに導き、そのエネルギーを回転エネルギーとして取り出します。一般に、ガスタービンはタービン入口温度を高くするほど、より高い性能や熱効率を目指す...