S45Cとは？ 性質・硬さ・熱処理・用途をやさしく解説
機械部品の設計をしていると必ず登場するS45C。「焼入れができる鋼材」として機械構造用炭素鋼の定番です。この記事ではS45Cの規格の読み方・成分・熱処理・硬さ・用途・他材料との違いまでをやさしく解説します。
S45Cの規格記号はどう読む？
S45CはJIS G 4051「機械構造用炭素鋼鋼材」で規定される鋼材です。「S」は Steel、「45」は炭素含有量の100倍（＝0.45%C）、「C」は Carbon を意味します。
S45Cの化学成分（JIS G 4051）
| 元素 | C（炭素） | Si（珪素） | Mn（マンガン） | P（リン） | S（硫黄） |
|---|---|---|---|---|---|
| 含有量 (%) | 0.42〜0.48 | 0.15〜0.35 | 0.60〜0.90 | 0.030以下 | 0.035以下 |
S45Cの機械的性質と焼入れ後硬さ
ポイント： S45Cは焼入れ・焼戻しにより硬さを大きく変えられます。焼入れのままでは HRC 55〜60 程度まで高硬度になりますが、靱性が低下するため、実用では焼戻しを行い HRC 30〜45 程度で使うことが多いです。
| 状態 | 硬さ | 引張強さ (N/mm²) | 耐力 (N/mm²) | 伸び (%) |
|---|---|---|---|---|
| 焼なまし材（規格値） | ≦229 HB | ≧690 | ≧490 | ≧17 |
| 焼入れ・焼戻し後（目安） | HRC 30〜45 | 900〜1200 | 750〜1050 | 12〜20 |
| 高周波焼入れ後（表面のみ） | HRC 50〜58 | — | — | — |
熱処理と硬さの変化
他の炭素鋼・合金鋼との比較
| 鋼材 | 炭素量 | 焼入れ性 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| SS400 | 規定なし | 不可（保証なし） | 最安価・汎用 | フレーム・架台 |
| S20C | 0.18〜0.23% | 低い | 浸炭向け低炭素鋼 | 浸炭部品・軸類 |
| S45C | 0.42〜0.48% | 中程度 | 汎用機械部品の定番 | 軸・歯車・金型台 |
| S55C | 0.52〜0.58% | 中〜高 | S45Cより高強度 | プレス金型台・治具 |
| SCM440 | 0.38〜0.43% | 高い（大断面可） | 大断面でも焼入れ可 | 大型軸・ボルト |
JIS・海外規格対応表
| JIS (日本) | ASTM (米国) | EN (欧州) | GB (中国) | ISO |
|---|---|---|---|---|
| S45C | 1045 | C45E | 45 | C45 |
用途別カード
軸・シャフト類
モーター軸・伝動軸など回転部品の定番材料。焼入れで表面硬度を確保します。
歯車・スプロケット
中程度の荷重が加わる歯車に多用。高周波焼入れで歯面のみを硬化させます。
金型の台・ホルダー
SKD11・SKD61などの入子を保持するダイセット・ホルダー部分に使われます。
治具・ジグ類
寸法精度が必要な検査治具・加工治具に。必要部位だけ高周波焼入れすることも。
ボルト・ナット
強度区分8.8〜10.9クラスのボルトはS45C系材料の焼入れ・焼戻しで作られます。
まとめ：S45Cで押さえておきたいこと
- S45CはJIS G 4051の機械構造用炭素鋼で、炭素量0.42〜0.48%が特徴です。
- 焼入れ・焼戻しによりHRC 30〜45程度の高強度が得られ、機械部品の定番材料です。
- 大断面・高強度が必要な場合は焼入れ性の高いSCM440を選びます。
- コスト重視で強度保証不要な構造物にはSS400、浸炭が必要な場合はS20C前後を選びます。
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