S45Cとは炭素を0.45％前後含む炭素鋼であり、材料記号の45という数値は炭素の含有量を示しております。価格も比較的安価で汎用性の高い材料です。S50Cは炭素を0.5％程度を含んでおります。

S45CとS50Cの違い

違いは炭素含有量で、それ以外は同じです。
S50Cの方が炭素量が多いため、焼入れ時の硬度はS50Cの方が若干硬くなります。
また一般的にS45Cは丸材、S50Cは角材として流通しております。

焼入れ硬度HRC６０までなら切削加工になり、それ以上の硬度なら放電加工・研削加工になります。

塑性加工もしやすい材料なので、加締め加工性などから選択されることもあるかと思います。

熱処理する場合は、浸炭焼入れ（はだ焼入れ）をして使用することができます。

S15Cの規格について

S15Cは下記のJIS規格で規定されています。

S15Cの鋼管は、S15CTKとして規定されています。

S15Cの化学成分

JISで規定された、S15Cの化学成分は下記のとおりです。

S15Cの化学成分[％]

一般構造用圧延鋼材であるSS400と比べると、鋼を脆くする性質の有るPやSの値が低く規定されています。

浸炭焼入れ専用のS15CKと比べると、P、S、Cu、Ni+Crが多めになりますが、一般的な浸炭焼入れは問題なくできます。

炭素当量

S15Cの炭素当量は、以下のとおりです。

0.19～0.34

炭素当量は、溶接の熱影響部の脆さを炭素量に換算した数値で示した値です。

この数値が0.44％以上になると溶接割れを起こしやすくなります。

S15Cの機械的性質

軟質な材料で伸びが大きいめ、塑性加工性に優れています。

みがき鋼棒では冷感引抜き加工によって焼準状態の引張強さよりも強くなります。

下記は、旧JISに掲載されていた、直径25mmの標準試験片での機械的性質です。
もっと太い材料の場合は質量効果により強度が低下しますのでご注意ください。

S15Cの機械的性質

S15Cの熱処理（焼入れ・調質）

S15CのJISに規定された基本的な熱処理条件は下記の通りです。

必ずしもこの通りである必要はなく、必要な強度や硬さを得るために熱処理条件は変更すべきです。

S15Cの熱処理条件

S15Cでは、焼入れの推奨条件は提示されていませんが、ハダ焼入れ（浸炭焼入れ）が行われることも多い材料です。
浸炭焼入れ後は、200℃程度で低温焼戻しして使用します。

S15Cの物理的性質

下記の値は必ずしもS15Cそのものではなく、炭素量が近い炭素鋼の値となりますので、参考に留めてください。

特に熱伝導率や固有抵抗は成分のバラツキによる変動が大きくなりますのでご注意ください。

S15Cの使い方と注意事項

最後にS15C材を機械部品に使用する際の一般的な注意事項を挙げます。

S15Cの用途

S15Cは、加締などの大きな変形をさせても割れることがなく、塑性加工にも適した材料です。溶接性にも適しており、浸炭焼入れして使用することもできます。

機械部品は曲げやねじれが加わることが多いので表面の機械的性質が重要です。浸炭焼入れは表面を強く、内部を柔軟なままにできるので、用途によっては優れた部品にすることができます。

S15Cの切削加工性

S-C材の切削加工性は良好ですが、S15Cは、ねばさがあるので、削りにくさもあります。

切り屑が連続してワークやツールに絡みやすくなります。

大量生産品などで、切削性が問題となる場合は、同程度の炭素量の快削鋼（JISG4804　硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）も検討すべきです。

S15Cの溶接性

SS400でも通常は問題なく溶接できますが、溶接性を保証する検査が行われておらず、成分が規定されていないので粗悪品の恐れもあるため、重要な機械部品には向きません。S15Cであれば、キルド鋼であり成分のバラつきが少ないので溶接の品質を確保できます。

S15Cの浸炭焼入れ

浸炭焼入れ（はだ焼入れ）専用鋼として、S15CKが用意されていますが、S15Cでも問題なく浸炭焼入れが可能です。

S45Cは、機械構造用炭素鋼として広く一般的に用いられている鉄鋼材です。「S○○C」の頭文字SはSteel、CはCarbonを指し、間に入る数字は炭素含有量を表しています。S45Cの炭素含有量は0.42%～0.48%と0.45%前後のため、0.45％ほどの炭素を含んだ材料（炭素鋼）であることが分かります。炭素を含んでいるため、焼入れをすることで硬度を調整することができます。

一方、SS400も一般構造用圧延鋼材として広く普及している鉄鋼材で、建築物や構造物などに用いられています。この材料は、強度について規定されており、「SS○○」の数字は、引っ張り強さの下限を表しています。SS400には、炭素含有量の規定がないため、焼入れによる強度向上は見込めず、焼入れせずにそのまま構造材や部品に使用することが大半です。