【メッキ技能士直伝】その鉄、正しく選べていますか？用途別の鉄材とメッキの考え方
- connectionfukui
- 7月16日
- 読了時間: 15分
更新日：4 日前
弊社では各種鉄素材へのめっき処理を行っています。
お気軽にお問い合わせください。
鉄は、私たちの暮らしに欠かすことのできない基本的な材料のひとつです。
「鉄」と聞いて、どのようなイメージを思い浮かべるでしょうか？強い、硬い、錆びやすいそんな印象を持つ方も多いかもしれません。実際、これらはすべて鉄の特徴であり、用途によって重要な性質となります。
一方で、「鉄」と一言で言っても、実は多くの種類が存在します。製造現場では、それぞれの特性を活かして、適材適所で使い分けられています。そして、それらが最終的に私たちのもとに製品として届けられているのです。
本記事では、日常ではあまり知られていない鉄の種類について、分かりやすくご紹介します。また、なぜこれほど多くの種類が存在するのか、それぞれをどのように使い分けているのかについても解説していきます。
鉄を扱うお仕事に携わっている方はもちろん、素材に興味のある方にも役立つ内容となっております。ぜひ最後までご覧ください。
■ＩＮＤＥＸ■
1.1. 鉄とは
1.2. 純鉄と鋼
2.1. 炭素鋼
2.2. 合金鋼
2.3. 鋳鉄
3.1. 構造材
3.2. 切削部品
3.3. 高耐食部品
3.4. 高強度の必要な個所
3.5. 特殊な鉄
1. 鉄とは？
1.1. 鉄とは
鉄は、人類の発展において極めて重要な役割を果たしてきた素材です。
古くから石器や青銅器と並んで鉄器が使用されていることからも、その歴史の古さと価値の高さがうかがえます。
そもそも「鉄」とは、化学的には原子番号26、元素記号Feの金属元素を指します。単体の鉄は比較的やわらかく、展延性に富んだ性質を持っていますが、空気中では酸素と結びつきやすく、酸化しやすいという弱点もあります。
この性質を補うため、鉄にはさまざまな合金元素（炭素、クロム、ニッケルなど）が加えられ、強度や硬度、耐食性といった性能が調整されています。こうして、私たちの日常生活でも扱いやすく、信頼性の高い素材へと進化してきました。
現在、鉄は建築構造物、自動車、機械部品など、強度や耐久性が求められるあらゆる分野で使われています。まさに、現代社会を支える縁の下の力持ちといえるでしょう。
1.2. 純鉄と鋼
鉄に結びつける合金元素の中でも、最も代表的なのが「炭素」です。
炭素をほとんど含まず（含有率0.02%未満）、前述した鉄単体の性質をそのまま持つものは、特に「純鉄（ピュアアイアン）」と呼ばれます。純鉄は非常に柔らかく、強い磁性を持つ一方で、酸化しやすく錆びやすいという特徴もあります。日常生活ではあまり目にする機会はありませんが、電磁石の鉄心や磁気シールドといった用途で使用されています。
これに対して、炭素を0.02%以上2.14%未満の割合で含有させたものが「鋼（はがね）」です。私たちが普段「鉄」と呼んでいるものの多くは、実はこの鋼を指しており、鉄と炭素の組み合わせによって得られる強度や加工性を活かして、さまざまな分野で広く使われています。
鋼は、炭素の含有量によって性質が大きく異なります。その代表的な分類や用途については、後ほど詳しくご紹介します。
鋼は強度、靭性（ねばり強さ）、加工性、さらには熱処理による性質の制御といった点で非常に優れており、構造材として理想的な特性を備えています。
2. 鉄の種類（鋼と鋳鉄）
2.1. 炭素鋼
「鉄」とひとくちに言っても、私たちが普段目にしている鉄の多くは、実は“純粋な鉄”ではありません。多くの場合、それは鉄に炭素などの元素を加えて性質を調整した「鋼（はがね）」と呼ばれる材料です。
その中でも、もっとも基本的な鋼のひとつが「炭素鋼」です。炭素鋼は、鉄に0.02%以上2.14%未満の炭素を含ませ、さらにケイ素、マンガン、リン、硫黄、銅などが微量加えられたものです。炭素の割合を変えることで、硬さや強さ、加工のしやすさなどが大きく変化します。
たとえば、炭素量が0.25%未満の「低炭素鋼」は、とても柔らかく、加工や溶接がしやすいため、ワイヤーやボルト・ナット、薄板といった形でよく使われています。日常生活の中で最も身近な鋼かもしれません。
一方で、炭素量が0.25～0.60%の「中炭素鋼」は、強度と靭性（粘り強さ）のバランスが良く、機械部品や鉄道レール、シャフトなど、負荷のかかる構造物に多く使われています。
さらに炭素量が0.60%以上になると、「高炭素鋼」となり、非常に硬く、摩耗にも強くなります。そのため、刃物や工具、ばね、さらにはピアノ線のような高い精度が求められる製品に使われています。
また、JIS規格でも品種が細かく分かれており、SPC材（冷間圧延鋼板）、SS材（一般構造用圧延鋼材）、S-C材（機械構造用炭素鋼鋼材）、SK材（炭素工具鋼鋼材）があります。
一見「ただの鉄」に見える素材も、その内側には、こうした成分の絶妙なバランスと、目的に応じた工夫が詰まっているのです。
2.2. 合金鋼
鉄と炭素の組み合わせでつくられる炭素鋼に、さらに特定の合金元素を加えることで、鋼はその性質を大きく変化させます。このように、クロム（Cr）、ニッケル（Ni）、マンガン（Mn）、モリブデン（Mo）、バナジウム（V）などの元素を添加して性能を高めたものを「合金鋼」と呼びます。
合金鋼は、目的に応じて機械的強度、耐熱性、耐摩耗性、耐食性など、さまざまな性質を高められるという利点があります。その反面、炭素鋼に比べると製造コストが高く、製品形状や寸法のバリエーションが限られるという側面もあります。
この合金鋼の中で、最も広く知られているのが「ステンレス鋼」です。ステンレス鋼は、鉄に10.5%以上のクロムを添加することで、非常に高い耐食性を実現しています。さらにニッケルやモリブデンなどを加えることで、加工性や耐酸性など、用途に応じた性能をさらに引き上げることも可能です。
ステンレス鋼は、その組織の違いによって主に3つの種類に分類されます。
まず、「マルテンサイト系ステンレス鋼」。このタイプは硬さと強度が特徴で、刃物や医療用器具など、耐摩耗性や切れ味が求められる場面で使われています。
次に、「フェライト系ステンレス鋼」。比較的柔らかく加工しやすいため、家庭用シンクや厨房器具、建築の内装材などに用いられます。
そして最も多く使われているのが「オーステナイト系ステンレス鋼」です。耐食性・加工性・溶接性のすべてに優れており、調理器具や配管、化学プラントなど、非常に幅広い分野で利用されています。
ステンレス以外にも、合金鋼にはさまざまな種類があります。
たとえば「高張力鋼（ハイテン）」は、引張強度に優れた鋼材で、同じ強度を保ちながら材料の厚みや重量を減らせることから、主に自動車のボディなどで軽量化を目的に使用されています。
そのほかにも、「合金工具鋼」は耐摩耗性や靱性に優れており切削工具や金型に使われるほか、「機械構造用合金鋼」は高い靱性と加工性を両立しており、精密な機械部品に適しています。さらに、「耐熱鋼」は高温環境下でも強度を保つことができ、ボイラーやタービンといった過酷な条件下で活躍しています。
このように、合金鋼は用途に合わせて多彩な性質を発揮できる、非常に応用範囲の広い素材です。鉄という素材の可能性を、ここまで引き上げてきたのは、まさにこうした合金技術の進化にほかなりません。
2.3. 鋳鉄
ここまで、炭素鋼や合金鋼といった鉄材料をご紹介してきましたが、鉄の種類としてぜひ触れておきたいものがもう一つあります。それが「鋳鉄（ちゅうてつ）」です。
鋳鉄とは、炭素を2.14%から最大で6.67%程度まで含んだ鉄合金のことを指します。先ほどまでご紹介した鋼よりも炭素量が多いため、より硬く、そして独特の性質を持っています。
まず特筆すべきは、その鋳造性の高さです。鋳鉄は融点が非常に低く、おおよそ1,150〜1,250℃で溶けるため、溶かして型に流し込む「鋳造」に非常に適しています。この特性を活かし、複雑な形状を効率よく大量生産する際に重宝されてきました。
その一方で、鋳鉄には靭性が低いという欠点もあります。つまり、硬いけれども衝撃には弱く、割れやすいという性質があるのです。したがって、強い衝撃を受けるような用途には向かず、力が分散するような構造や、大きな剛性が求められる部品に用いられる傾向があります。
鋳鉄の中でも、最も一般的なのが「ねずみ鋳鉄」です。耐摩耗性に優れており、街中でよく見かけるマンホールの蓋や排水設備の部品などに広く使われています。
このねずみ鋳鉄に、マグネシウムを添加して、靭性を向上させたものが「ダクタイル鋳鉄（球状黒鉛鋳鉄）」です。衝撃に対してもある程度の強さを持ち、自動車部品、水道管、農機具部品など、構造的な強度と鋳造性の両立が求められる分野で活躍しています。
鋳鉄は、他の鉄材料とは異なるアプローチで「使いやすさ」を実現してきた素材です。鉄という素材の奥深さを語るうえで、欠かせない存在といえるでしょう。
3. 主な用途別・鉄の使い分け事例
3.1. 構造材
鉄という素材は、実にさまざまな分野で活躍しています。その用途の広さは、建築、機械、輸送、インフラといった産業の基盤を支えるほどです。しかし、それだけに種類も多く、目的に応じた材料の使い分けが求められます。
その中でも、最も広く知られている鉄材といえば、「構造材」として使われているものではないでしょうか。構造材とは、建築物や構造物などを支える“骨格”となる部材であり、特に鉄の特性が活きる分野のひとつです。
構造用鋼材の中でも、代表的なものが「SS材（一般構造用圧延鋼材）」です。中でも「SS400」は、強度・加工性・コストのバランスに優れた材料として、非常に広く普及しています。たとえば、街中に立つ標識や信号を支えている鋼製の柱も、SS400材でつくられていることが多くあります。
これらの柱は「鋼管」と呼ばれ、細い単管パイプのようなものから、大型タワーに使用される大径鋼管まで、用途に応じて多様なサイズが揃っています。これらはすべてJIS（日本産業規格）によって、外径や肉厚、製造方法が標準化されており、安定した品質と流通が保たれています。
また、SS400材には「H形鋼」「L形鋼」「T形鋼」「溝形鋼」など、さまざまな断面形状の製品が存在します。これらは橋やビルの骨組み、機械フレーム、建設機材など、土木・建築・機械分野で広く使われており、鉄骨構造の設計において欠かせない要素です。
SS400の魅力はその汎用性にあります。切断や曲げといった機械加工はもちろん、溶接や塗装といった後工程にも適しており、設計自由度が高いのが特徴です。また、材料自体が規格化されていることで、調達しやすく価格も比較的安価に抑えられます。
まさにSS400は、「もっとも現場で使われている鉄材」と言っても過言ではありません。私たちの生活の基盤となる構造物の多くは、このような規格化された鉄材によって支えられているのです。
3.2. 切削部品
規格化された形状の構造材では対応できない部品は、旋盤やフライス盤などで機械加工して製作されます。そうした加工に適した鉄材としてよく使われるのが「S45C」です。
S45Cは中炭素鋼の一種で、比較的安価ながら加工性に優れ、熱処理にも対応可能です。焼き入れによって硬さを調整できるため、歯車やシャフトなどの機械部品に広く使用されています。
一方で、溶接には不向きで、耐食性が低く錆びやすいといった注意点もあります。それでも、強度と加工性のバランスが良く、非常に汎用性の高い材料として重宝されています。
3.3. 高耐食部品
鉄は本来、酸素と結びつきやすく、錆びやすい性質を持つ金属です。しかし、先にご紹介した「ステンレス鋼」は、その常識を覆す、耐食性に優れた鉄材として広く知られています。
中でも「SUS304」に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼は、最も一般的で、私たちの生活の中でも多く使われています。たとえば家庭の流し台や調理器具などは、その耐水性と清潔さを保つためにステンレス鋼が用いられています。
さらに、ステンレス鋼は建築材、自動車部品、さらには大型プラントのように錆や腐食が致命的となる環境下でも活躍しています。耐食性と加工性のバランスが良いため、あらゆる分野で欠かせない存在となっているのです。
3.4. 高強度の必要な個所
鉄は、単に柔らかいだけでなく、加工によって硬さや強度を高めることもできます。たとえば「高張力鋼（ハイテン）」は、高い強度を持ちながら軽量化も実現できる材料で、自動車などの安全性と燃費向上の両立に貢献しています。
また、「工具鋼」は特に硬さと靭性に優れ、刃物や金型など、鉄を加工する工具そのものに使われています。一見、「鉄で鉄を削るのは不思議だ」と思うかもしれませんが、これは工具用の鉄の方がずっと硬いからこそ可能なのです。つまり、見た目は似ていても、使われている鉄の種類がまったく異なるというわけです。
このように、鉄は性質の違う多様な材料として使い分けられ、実に幅広い用途で私たちの生活や産業を支えています。
3.5. 特殊な鉄
ここまでさまざまな鉄の種類をご紹介してきましたが、最後にもうひとつ重要な鉄材をご紹介します。それが「ケイ素鋼」です。
ケイ素鋼は、その名のとおり鉄にケイ素（シリコン）を添加した材料で、電気抵抗を高めることで磁気特性に優れるという特徴を持っています。この性質を活かし、ケイ素鋼は変圧器やモーターの鉄心といった電磁機器の中核部品として広く使われています。
私たちの暮らしを支える「電気の流れ」の裏側でも、鉄はしっかりと活躍しているのです。
4. 鉄の選定と表面処理
ここまで見てきたように、鉄は多くの場面で活躍する素材です。しかし、ほとんどの鉄材に共通する最大の弱点があります。それが「腐食」、つまり錆びることです。
鉄は空気中の酸素や水分と反応して酸化し、徐々にその性質を変えていきます。酸化した部分は脆くなり、剥がれたり崩れたりして、構造物としての信頼性を損なってしまうのです。
この弱点を補うために欠かせないのが、「表面処理」です。これは、鉄の表面に別の素材の薄膜をつけて、外的環境から鉄を保護する技術のことを指します。特にSS400やS45Cのような鉄材には、「メッキ処理」がよく用いられています。
メッキには大きく分けて2つのタイプがあります。
1つ目は、「耐食性のある金属を表面に被せる方法」。代表例は無電解ニッケルメッキです。ニッケルは空気中でも錆びにくく、鉄の表面を覆うことで中身を保護します。ただし、皮膜にピンホールなどの欠陥があると、そこから腐食が進むため、メッキの品質が非常に重要です。
2つ目は、「犠牲防食」という考え方に基づいた方法。これは、亜鉛メッキに代表されます。亜鉛は鉄よりも先に腐食する性質を持っており、鉄が錆びる前に亜鉛が“犠牲”になることで鉄を守ります。屋外でよく見かける銀色の鉄構造物の多くは、この亜鉛メッキによって保護されています。
さらに、メッキは耐食性だけでなく、硬度の向上や電気特性の付与といった機能目的にも使われます。そのため、元々錆びにくいステンレス鋼にも、必要に応じてメッキ処理が施されることがあります。
このように、鉄は多用途な素材である一方、腐食という課題に常にさらされています。そしてその課題を克服するための工夫――表面処理技術こそが、鉄の真価を引き出しているのです。
5. まとめ
本記事では、「鉄とは何か？」という基本から始まり、鉄の種類やその多様な用途、そして最後には鉄を守るための表面処理についてご紹介してきました。
鉄は、人類の歴史の中で長く使われてきた、非常に重要な素材です。純鉄として使用されることは少ないものの、炭素を0.02%以上2.14%未満含んだ「鋼」は、建築・機械・自動車など多くの分野で欠かせない存在です。
鋼の中でも、炭素量の違いにより低炭素鋼・中炭素鋼・高炭素鋼に分類され、それぞれ特性や用途が異なります。さらに、炭素鋼に他の元素を加えた合金鋼は、耐食性や強度に優れ、代表例としてよく知られているのがステンレス鋼です。
一方、炭素量がより多い鋳鉄は、高硬度や鋳造性を活かして、マンホール蓋や機械部品などに用いられています。
このように、「鉄」とひとことで言っても、その種類は多岐にわたり、用途に応じて最適な材料を選ぶ必要があります。
加えて、鉄は基本的に錆びやすい＝腐食しやすいという性質があるため、メッキなどの表面処理が非常に重要です。腐食を防ぐだけでなく、製品寿命や機能性を左右する要素でもあります。
つまり、「どの鉄を使うか？」だけでなく、「どのようなメッキを施すか？」が、製品の品質と耐久性に大きく関わってくるのです。
【メッキ加工のプロフェッショナルが、あなたの「困った」を解決！】
「この加工、どうしても上手くいかない…」
「他社で断られてしまった…」
「納期が迫っているけど間に合うか不安…」
もし、メッキ加工や表面処理でお困りなら、ぜひ株式会社コネクションにご相談ください！
私たちコネクションは、長年の経験と実績、そして高度な専門知識を持つメッキ加工・表面処理のスペシャリスト集団です。他社で対応が難しいとされる案件も、培ってきた技術とノウハウで数多く解決してきました。
「他社で断られたから…」と諦める前に、まずは私たちにご相談ください。
コネクションが選ばれる理由
高度な技術力
無電解ニッケルメッキ、アルマイト処理、ナトリウム処理などの特殊加工など、幅広いニーズにお応えします。
迅速な対応
お問い合わせには、原則1営業日以内に回答。お急ぎの案件も、最適な解決策をスピーディーにご提案します。
強力なネットワーク
100社以上の協力メーカーとの連携により、自社で難しい案件も解決に導きます。
安心のサポート体制
25年以上の実績を持つ電気メッキ技能士が、お客様の課題に直接向き合います。
「こんな難しい案件、本当にできるのかな…」と諦める前に、ぜひ一度コネクションにご連絡ください。私たちはお客様の課題に真摯に向き合い、最適な解決策をご提案いたします。
めっきに関するお問合せやご質問はメールもしくはお電話にてお気軽にご連絡下さい。
お急ぎの方はこちら 直通電話 090−6819−5609
1996年、福井工業大学附属福井高等学校を卒業後、地元のメッキ専門業者に入社、製造部門を4年経験後に技術部門へ異動になり、携帯電話の部品へのメッキ処理の試作から量産立ち上げに携わる。
30歳を目前に転職し別のメッキ専門業者に首席研究員して入社。メッキ処理の新規開発や量産化、生産ラインの管理、ISO9001管理責任者などを担当。
コメント