Additive elements and their roles
添加元素とその役割
1. 5元素の役割
- 炭素（C）
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強さ、硬さを増加させるもっとも重要な元素。
C 1%につき引張り強さを約100kgf/㎟増す能力がある。
鋼中のCは、主にFeとCの化合物（Fe3C:セメンタイト）として存在している。
- ケイ素（Si）
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鋼中に溶け込みフェライト相を強化するため、靱性を減少し硬さを増加させる元素。
Si 1%につき引張り強さを約10kgf/㎟増す能力がある。
- マンガン（Mn）
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焼が入り易くなり、靱性を劣化せずに鋼の強さを増す（強靭性に優れる）元素。
Sと結合して硫化物（MnS）をつくる。
鋼中のCは、主にFeとCの化合物（Fe3C:セメンタイト）として存在している。
- リン（P）
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一般には不純として扱われる元素。（普通0.030％以下に管理）
寒いときに鋼を脆くする性質（冷間脆性）や偏析を生じ易い性質がある。
一方、固溶体として強度を増し、快削性の改善にも役立つ。
- 硫黄（S）
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一般的には不純物として扱われる元素。（普通0.030％以下に管理）
Pとは逆に赤めた時に鋼を脆くする性質（熱間脆性：熱間加工性を害する）がある。
Mn硫化物（MnS）として被削性改善のために添加されることもある。
2. 合金（特殊）元素の役割
- クロム（Cr）
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多才な元素で、なかでも代表的な効能は耐摩耗性、耐食性を増加させる。
浸炭を促進し、焼入れし易くする働きもある。
炭化物を作り易く、焼き戻し軟化特性が大きくなる。
- ニッケル（Ni）
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硬さ、強さ、靱性、焼入性を向上させ、また耐食性を良くする働きもある。
低温における耐ショック性（低温脆性）を改善する有力な元素。
少量のCrやMoを複合添加する方が効果的。
- モリブデン（Mo）
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焼きの入る深さ（焼入性）を増加させる最も優れ、かつ最も信頼性の高い働きをする元素。
炭化物を作り易く、焼き戻し軟化抵抗を増大する。Crと併合すると効果は上がる。
高温における結晶粒の粗大化を防ぎ、高温引張強さも上昇させる。
- バナジウム（Ｖ）
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少量の添加で結晶粒を細かくして焼戻し軟化抵抗が大となり、強靭性を改善する。
硬い炭化物をつくるために、耐摩耗性の向上にも役立つ。
- ボロン（Ｂ）
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0.003％以下の微量添加で焼入性増大。