合金と機械材料

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

合金と機械材料の違い

合金 vs. 機械材料

合金（ごうきん、alloy）とは、単一の金属元素からなる純金属に対して、複数の金属元素あるいは金属元素と非金属元素から成る金属様のものをいう。純金属に他の元素を添加し組成を調節することで、機械的強度、融点、磁性、耐食性、自己潤滑性といった性質を変化させ材料としての性能を向上させた合金が生産されて様々な用途に利用されている。 一言に合金といっても様々な状態があり、完全に溶け込んでいる固溶体、結晶レベルでは成分の金属がそれぞれ独立している共晶、原子のレベルで一定割合で結合した金属間化合物などがある。合金の作製方法には、単純に数種類の金属を溶かして混ぜ合わせる方法や、原料金属の粉末を混合して融点以下で加熱する焼結法、化学的手法による合金めっき、ボールミル装置を使用して機械的に混合するメカニカルアロイングなどがある。ただし、全ての金属が任意の割合で合金となるわけではなく、合金を得られる組成の範囲については、物理的・化学的に制限（あるいは最適点）が存在する。. 機械材料（きかいざいりょう）とは、機械を構成する部品に必要とされる要件を備えた材料の総称であり、機械に必要とされる機能、強度、使用環境などに照らして、各材料の持つ特性を加味して選定される。.

工具鋼

工具鋼 （こうぐこう、tool steel）とは、金属・非金属材料の切削、塑性加工等を行なう工具ならびに治具に用いられる鋼である。日本工業規格においては、炭素工具鋼、合金工具鋼ならびに高速度工具鋼の3種が定義されている『機械材料学』、日本材料学会、太洋堂、2000年、ISBN 4-901381-00-8、254頁。 強度と耐衝撃性・耐摩耗性に優れ、手動工具（ハンドツール）の他、金属加工に用いられる刃物、治具、金型、掘削工具、切削工具等に用いられる鋼である。また過去には転がり軸受、ピストンピン等のエンジン部品・摩擦機械・摺動部品等の境界潤滑状態で使われた材料である。もともと炭素鋼から発展した工具向けの用途を意図した特殊鋼ゆえ、工具・金型以外への適用はそれよりも用途に適した合金鋼への移行が進んだ。.

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マグネシウム合金

マグネシウム合金（マグネシウムごうきん）は、マグネシウムを主成分とする合金である。エレクトロン、ダウメタルとも呼ばれる。 鉄などの「重い」金属が利用されていた多くの分野で、部品をマグネシウムに置き換えて軽量化することにより、省エネルギーや事故防止、使用感や安全性の向上などが可能となった。プラスチックと比べてリサイクルしやすいのも利点である。これはアルミニウム合金とも共通する事柄であるため、コストや研究の面である種の競合が起こっている。 マグネシウムの結晶は異方性があり、室温付近では(0001)面と(0012)面にしか滑らない。このため、再結晶温度以下での成形となる冷間加工はほとんど不可能であり、圧入鋳造成形（ダイカスト）、半溶解状態での射出成形（チクソモールディング）、鍛造とプレス加工を合わせた成形（プレスフォージング法）などが用いられている。2005年の資料によると、これらのシェアは60%、35%、5%程度となっている。 旋盤加工時等のマグネシウム合金の切屑は引火すると高温で燃え、燃焼時に水をかけると爆発する危険性があるために、一般的な消火器では消火できない。切粉はまめに清掃し不燃質の蓋のできる容器に収め、消火用の乾燥砂（簡易消火用具参照）を準備する等、細心の注意を払う必要がある。ただし近年になって不燃性のマグネシウム合金が開発されたため、この欠点が大きく解決する可能性がある。.

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アルミニウム合金

アルミニウム合金（アルミニウムごうきん、）は、アルミニウムを主成分とする合金である。アルミニウムには軽いという特徴がある一方、純アルミニウムは軟らかい金属であるため、銅(Cu)、マンガン(Mn)、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)などと合金にすることで強度など金属材料としての特性の向上が図られる。アルミニウム合金を加工する場合、大きく分けて展伸法と鋳造法が採用される。 アルミニウム合金の軽さと強度を応用した例として、航空機材料としてのジュラルミンの利用が挙げられる。ジュラルミンはAl-Zn-Mg-Cu系のアルミニウム合金である。 アルミニウム合金は高い強度を持つ反面、溶接・溶断は特に難しく、用途変更に応じた改造や、破損の際の修繕は鋼などに比べて困難である。.

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ステンレス鋼

テンレス鋼（ステンレスこう、stainless steel）とは、クロム、またはクロムとニッケルを含む、さびにくい合金鋼である。ISO規格では、炭素含有量 1.2 %（質量パーセント濃度）以下、クロム含有量 10.5 % 以上の鋼と定義される。名称は、省略してステンレスという名称でもよく呼ばれる。かつては不銹鋼（ふしゅうこう）と呼ばれていた。.

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銅

銅（どう）は原子番号29の元素。元素記号は Cu。 周期表では金、銀と同じく11族に属する遷移金属である。英語でcopper、ラテン語でcuprumと言う。.

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金属

リウム の結晶。 リチウム。原子番号が一番小さな金属 金属（きんぞく、metal）とは、展性、塑性（延性）に富み機械工作が可能な、電気および熱の良導体であり、金属光沢という特有の光沢を持つ物質の総称である。水銀を例外として常温・常圧状態では透明ではない固体となり、液化状態でも良導体性と光沢性は維持される。 単体で金属の性質を持つ元素を「金属元素」と呼び、金属内部の原子同士は金属結合という陽イオンが自由電子を媒介とする金属結晶状態にある。周期表において、ホウ素、ケイ素、ヒ素、テルル、アスタチン（これらは半金属と呼ばれる）を結ぶ斜めの線より左に位置する元素が金属元素に当たる。異なる金属同士の混合物である合金、ある種の非金属を含む相でも金属様性質を示すものは金属に含まれる。.

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鋼

鋼（はがね、こう、釼は異体字、steel）とは、炭素を0.04～2パーセント程度含む鉄の合金。鋼鉄（こうてつ）とも呼ばれる。強靭で加工性に優れ、ニッケル・クロムなどを加えた特殊鋼や鋳鋼等とあわせて鉄鋼（てっこう）とも呼ばれ、産業上重要な位置を占める。.

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