SS400とS45Cの違いは？－熱処理の基本から、トラブル対策まで徹底解説

はじめに

悩める人

「S45Cってよく聞くけど、SS400との違いを説明しろと言われると分からない」
「焼入れで硬くなるのは知ってるけど、図面にどう書けばいいの？」

配属されたばかりの設計者の方なら、ここで手が止まるのは自然です。
私も“なんとなく分かったつもり”のまま進めて、あとで焦る人を何度も見てきました。

この知識が曖昧なまま材料選定や発注をすると、後工程で「割れ」「変形」「寸法が入らない」といったトラブルが起きやすく、最悪の場合は、作り直しによるコスト増や納期遅延に繋がります。

では、それを防ぐためにはどうしたら良いのでしょうか。

この記事でわかること
・SS400とS45Cの違いと、それぞれの使い分けの基準
・SS400とS45Cの加工の流れ
・よくあるトラブルと予防策

この記事では、教科書的な定義にとどまらず、現場で必要な知識を明日から使える形で解説します。

読み終わる頃には「結局どうすればいいの？」が言葉にできます。

この記事を書いた人

トヨタ系メーカー勤務10年。設計開発5年＋営業5年の経験をもとに、製造業・自動車業界の基礎知識やトヨタ流の考え方を、新入社員の方々向けにも分かりやすく解説しています。

SS400（一般構造用圧延鋼材）とS45C（機械構造用炭素鋼鋼材）は、鉄鋼材料の中で最も代表的でよく使われる2種類ですが、主に「①熱処理ができるか」と「②溶接できるか」という点で大きな違いがあります。

ワンポイント：
性質の違いのみではなく、JISにおける分類においても、SS400は「普通鋼」、S45Cは「特殊鋼」といった区分の違いがあります。

↓JISに基づく「普通鋼」の個別解説記事はこちら

↓JISに基づく「特殊鋼」の個別解説記事はこちら

これが最大の違いです。

SS400：
炭素量の規定がされていないため、焼入れをしても硬くならない可能性があります。そのため、基本的には生のまま（あるいは応力除去程度で）使います。

S45C：
炭素を0.45%程度含んでいるため、「焼入れ（熱処理）」をすることで非常に硬くすることができます。摩耗に耐える必要がある「軸」や「ギア」に使われます。

↓「焼入れ・焼戻し・焼きなまし」の解説記事はこちら

JIS規格での保証内容が異なります。

SS400：
「引張強さが400MPa以上であること」を保証しています
（成分の詳細な規定はありません）

S45C：
「炭素量が0.45%前後であること」を保証しています
（結果として強度は出ますが、強度数値そのものの保証ではありません）

SS400：
炭素が少ないケースが多いので、急熱急冷されても硬化しにくく、溶接しても割れにくいです。

S45C：
炭素が多いため、溶接時の熱で周辺が勝手に焼きが入って硬くなり、「溶接割れ」を起こしやすいです。予熱などの管理が必要になるため、一般的に溶接部には使用しません。

SS400を選ぶケース：

S45Cを選ぶケース：

S-C材（機械構造用炭素鋼）は、炭素（Carbon）を約0.1〜0.6%含む鋼の総称です。その代表格がS45Cで、S○○Cの○○は炭素含有量を表します。

例) S45C

炭素量が増えるほど、焼入れで硬さを向上させやすいというメリットがあります。

一方で、硬さとトレードオフになるのが靱性（粘り強さ）と加工性です。炭素が多すぎると硬くはなりますが割れやすく、削りづらくなります。

S45CはS-C材の中でもこのバランスが良く、「迷ったらS45C」になりやすい理由がここにあります。

材料選定の注意ポイント：
焼入れで硬度を上げることができるのは、S28Cから（炭素含有量0.28％以上）です。
それ以下の炭素含有量では、SS400と同様に、焼入れをしても硬さは出ません。

↓JISに基づく「特殊鋼」の個別解説記事はこちら

元素	記号	含有率（%）	備考
炭素	C	0.42 ～ 0.48	硬さや強度を決定する主要素
ケイ素	Si	0.15 ～ 0.35	脱酸剤、強度向上
マンガン	Mn	0.60 ～ 0.90	焼入れ性、靭性向上
リン	P	0.030 以下	不純物
硫黄	S	0.035 以下	不純物