JISにおける「普通鋼」と「特殊鋼」の違いとは?-規格番号から見る特性を徹底解説

設計・材料技術

鉄鋼材料は、JIS(日本産業規格)において数多くの種類が規定されていますが、大きく「普通鋼」と「特殊鋼」の2つに分類されます。

現場では「SS材」や「S45C」など記号で呼ばれることが多いため、それぞれの定義や境界線があやふやになっているケースも少なくありません。

本記事では、JISにおける規格番号を具体的に挙げながら、普通鋼と特殊鋼の決定的な違い、それぞれの用途や特性について解説します。

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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。

この記事でわかること
・JIS規格番号(3000番台・4000番台)から「普通鋼」と「特殊鋼」を見分ける方法
・熱処理の前提や成分保証の範囲など、両者の決定的な違いと特性
・自動車部品や機械部品における具体的な用途(SS400、S45C、SCMなど)と使い分けの基準

JISに基づく「普通鋼」と「特殊鋼」の個別解説記事はこちら

普通鋼と特殊鋼の決定的な違い

結論から言うと、両者の最大の違いは「熱処理をして使うことを前提としているか」と「成分の保証範囲」にあります。

  • 普通鋼:基本的に熱処理(焼入れ・焼戻し)を行わずに、そのままの状態で使用する鋼材。強度は保証されるが、各元素含有量の規定は緩い。
  • 特殊鋼:熱処理を行って、硬度や靱性(粘り強さ)を向上させて使用する鋼材。または特殊な性能(耐食性など)を持たせた鋼材。各元素含有量が厳密に管理されている。

それでは、具体的な規格番号とともに詳細を見ていきましょう。

押さえておきたいポイント:
JISでは普通鋼に対しては、「JIS G 3xxx」と「G+3から始まる番号」が割り振られていますが、特殊鋼は「JIS G 4xxx」と「4から始まる番号」が振られています。そのため、規格番号のみでも「普通鋼」か「特殊鋼」か判別することが可能です。

普通鋼(Ordinary Steel)

普通鋼は、特別な合金元素を含まず、また熱処理を前提としない一般的な鋼材を指します。自動車業界のみではなく、建設、土木、一般的な機械部品のベースなど、最も広く使われています。

JISに基づく「普通鋼」の個別解説記事はこちら

代表的な鋼種・JIS規格としては以下があります。

① SS400(一般構造用圧延鋼材):JIS G 3101

特徴:最も代表的な普通鋼です。「400」は引張強さ(400N/mm²以上)を保証するという意味です。

ポイント:
SS400においてJISが規定している化学成分は、不純物であるリン(P)と硫黄(S)の上限のみです。炭素量(C)の規定がないため、ロットによって炭素量がバラつき、焼入れには不向きです。

② SPCC(冷間圧延鋼板):JIS G 3141

特徴:いわゆる「ミガキ」や「コールド」と呼ばれる薄板です。表面がつるつるして光沢があり、板厚の精度も非常に高いため、自動車のボディなど外から見える部分や、精密部品・ワッシャーなどに使われます。

ポイント:
加工性(曲げや絞り)に優れています。保証されているのは、引張強さ 270 N/mm²のみで、熱処理を行うことを想定している鋼材ではありません。

特殊鋼(Special Steel)

特殊鋼は、使用目的に応じて特定の元素(ニッケル、クロム、モリブデンなど)を添加したり、炭素量を厳密に調整している鋼材です。大きく「機械構造用鋼(炭素鋼&合金鋼)」「特殊用途鋼」「工具鋼」に分かれます。

JISに基づく「特殊鋼」の個別解説記事はこちら

代表的な鋼種・JIS規格としては以下があります。

① S-C(機械構造用炭素鋼鋼材):JIS G 4051

特徴:
機械構造用鋼のうち、炭素鋼に分類されるもので、S○○Cの○○の部分は炭素含有量(0.○○%)を表しています。最もよく使用されるS45Cを例に挙げると、炭素量が0.45%前後(0.42〜0.48%)に厳密に規定されています。

用途:
普通鋼のSS400と異なり、炭素量が保証されているため、「焼入れ・焼戻し(調質)」や「浸炭焼入れ」といった熱処理が可能です。これにより、ギアやシャフトなど、強度・耐摩耗性が求められる重要部品に使用されます。

間違えやすいポイント:
S45Cは「炭素鋼」ですが、JISの分類上や流通上は、熱処理を前提とするため「特殊鋼」のカテゴリーで扱われます。

② SCM435(クロムモリブデン鋼鋼材):JIS G 4053

特徴:
先ほどの「S-C材(機械構造用炭素鋼)」は炭素含有量のみを規定していましたが、こちらはそれに加えて、他の金属元素であるクロム(Cr)とモリブデン(Mo)の添加量も規定されています。そのため、「機械構造用合金鋼」と呼ばれます。

用途:
S45Cよりも「焼入れ性」が良く、深くまで焼きが入ります。そのため、自動車のエンジン部品や高強度ボルトなど、非常に高い靭性と強度が求められる場所に使われます。

実務でのポイント:
通常の機械構造用合金鋼は「JIS G 4053」で規定されていますが、自動車部品においては「JIS G 4052:焼入性を保証した構造用鋼鋼材(鋼材記号の末尾にHが付く)」が主に使用されます。
「JIS G 4053」と「JIS G 4052」を比較すると、同一鋼種でも、焼入性を保証するため成分の規定レンジが少し異なります。

表1:JIS G 4053 (SCM435) と JIS G 4052 (SCM435H) の比較
元素 元素名 JIS G 4053
(SCM435)
JIS G 4052
(SCM435H)
違い
C 炭素 0.33 ~ 0.38 0.32 ~ 0.39 H鋼の方が範囲が広い
Si ケイ素 0.15 ~ 0.35 0.15 ~ 0.35 同等
Mn マンガン 0.60 ~ 0.90 0.55 ~ 0.95 H鋼の方が範囲が広い
P リン 0.030 以下 0.030 以下 同等
S 硫黄 0.030 以下 0.030 以下 同等
Cr クロム 0.90 ~ 1.20 0.85 ~ 1.25 H鋼の方が範囲が広い
Mo モリブデン 0.15 ~ 0.30 0.15 ~ 0.35 H鋼の方が範囲が広い
Cu 0.30 以下 0.30 以下 同等
Ni ニッケル 0.25 以下 0.25 以下 同等

③ SUS304(ステンレス鋼):JIS G 4303 / 4304 / 4305

特徴:
SUS304は、クロム(18〜20%)とニッケル(8〜10.5%)を含む合金鋼で、ステンレス鋼という名前の通り、錆びにくさが最大の特徴の鋼材です。

用途:
耐食性と光沢(意匠性)があるため、マフラーなどの排気系部品や、モールなどのエクステリア部品に使われます。

補足:
JIS規格において、SUS材(ステンレス鋼)は3種類(G 4303 / 4304 / 4305)規定されていますが、これは「成分」ではなく「形状製造プロセス」によって分類されています。そのため、材種名称が同一(例えば、SUS304など)であれば、各金属元素の含有量は同じです。

表2:SUS304の成分表(JIS G 4303/4304/4305)
元素 記号 規格値(%)
炭素 C 0.08 以下
ケイ素 Si 1.00 以下
マンガン Mn 2.00 以下
リン P 0.045 以下
硫黄 S 0.030 以下
ニッケル Ni 8.00 ~ 10.50
クロム Cr 18.00 ~ 20.00

④合金工具鋼(SKD材):JIS G 4404

特徴:
金属をプレス成形したりするための「治具」や「金型」に使われる、非常に硬い鋼材で、「工具鋼」に分類されます。

用途:
合金工具鋼では、常温下でプレス金型として使用される「SKD11」と、高温下でアルミダイカスト用金型として使用される「SKD61」の2種類が、現在の主流です。

まとめ

普通鋼(SS400等)は、化学成分の規定はゆるく、その代わりに「強度」が保証されています。熱処理をすることは想定していないため、基本的にそのまま材料として使います。

特殊鋼(S45C、SCM等)は、「化学成分」が細かく規定されており、熱処理を行って目的の硬さや粘り強さを引き出して使うものです。

設計や材料選定を行う際は、「とにかく形になればいいカバー」なら普通鋼、「摩耗や衝撃に耐える駆動系部品」なら特殊鋼、といった使い分けが基本となります。

それぞれの特性を正しく理解し、適切な材料選定を行いましょう。

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