SK材（SK3・SK5・SK7）とは？炭素工具鋼の特徴と用途をやさしく解説

SK材は「数字が小さいほど炭素が多い」という記号体系を持つ。数字が大きい方が高性能に見えるが、実際は逆で、SK3（新記号SK105）の方がSK7（SK65）より硬く、もろい。この逆転関係が最初の混乱ポイントだ。記号の読み方とグレード間の差、水焼入れが必須になる理由を見ていく。

記号の読み方と新旧対応

新旧対応と炭素量： SK3（旧）→ SK105（新）C：1.00〜1.10%　／　SK5（旧）→ SK85（新）C：0.80〜0.90%　／　SK7（旧）→ SK65（新）C：0.60〜0.70%
新記号の数字は「炭素量×100」の近似値。JIS G 4401（2000年改正）で変更されたが、図面・発注書では旧記号がまだ多く使われている。

「S」はSteel（鋼）、「K」は工具のKouguの頭文字。数字が小さいほど高炭素・高硬度で、大きいほど低炭素・高靱性になる。このカウントダウン的な体系は「数字が大きい＝上位グレード」という他材料の感覚と逆なので注意が要る。

グレード別の成分・硬さ・用途

新記号	旧記号	C（%）	焼入れ後硬さ	靱性	代表用途
SK140	—	1.30〜1.50	62〜65HRC	低	精密ゲージ・ノギス
SK120	SK2	1.15〜1.25	62〜64HRC	低〜中低	ドリル・タップ・リーマー
SK105	SK3	1.00〜1.10	60〜63HRC	中低	ヤスリ・スタンプ・彫刻刃
SK85	SK5	0.80〜0.90	58〜62HRC	中	木工鋸・包丁・ノコギリ刃
SK75	SK6	0.70〜0.80	56〜60HRC	中〜高	農工具・ハンマー刃
SK65	SK7	0.60〜0.70	54〜58HRC	高	スプリング・タガネ・板バネ

炭素量と硬さ・靱性の関係

なぜ水焼入れが必須なのか

SK材にはCr・Mo・Vが入っていない。これらの合金元素は「焼入れ性」——鋼の内部まで硬化する能力——を上げる役割を持つ。SK材はその元素を持たないため、冷却速度が遅い油焼入れでは表面しか硬化しない。奥まで硬くするには水で一気に冷やす必要がある。

注意水焼入れは冷却速度が速い分、内部に大きな熱応力が発生する。炭素量が高いほど（SK3・SK105）マルテンサイトが硬く脆くなり、焼き割れのリスクが上がる。焼入れ後は速やかに焼戻し（150〜200℃）を行い、内部応力を緩和すること。「焼入れしたら即焼戻し」がSK材の鉄則。

SK材 vs SKD11 ——どちらを選ぶか

項目	SK材（炭素工具鋼）	SKD11（合金工具鋼）
Cr・Mo・V	なし	Cr12%・Mo・V含有
焼入れ性	低い（水焼入れ必須）	高い（油冷・空冷可）
焼入れ後硬さ	58〜63HRC	55〜65HRC
耐摩耗性	中（炭素量依存）	非常に高い（硬質炭化物）
焼き割れリスク	高い（特にSK105）	低い
寸法変化	大きい	小さい
コスト	基準（1）	約3〜5倍
向く用途	単純形状・小型工具・ゲージ	金型・複雑形状・精密工具

「SK材で間に合う」条件は単純形状・小ロット・精度要求がそれほど厳しくないケース。精密金型や複雑形状はSKD11以上を選ぶ。水焼入れ設備がない現場なら、最初からSKD11（油冷可）に切り替えた方が不良率が下がることが多い。

規格・海外対応表

JIS（新）	JIS（旧）	ASTM/SAE	EN
SK105	SK3	W1-10	TC105
SK85	SK5	W1-8	TC85
SK65	SK7	W1-6	TC65

トラブル事例

SK3を油焼入れしたら内部が軟らかかった

状況小型ゲージをSK3で製作。水焼入れ設備を用意する手間を省いて油焼入れで処理したところ、表面は60HRC以上だったが使用中に変形した。断面を確認すると40HRC台の軟化層が内部に残っていた。

原因SK3（SK105）は焼入れ性が低い。油冷では冷却速度が足りず、表面だけ硬化して内部は軟らかいままの「層状硬化」になった。

対策水焼入れに変更。焼戻し200℃・1時間で内部応力を緩和し、寸法安定性を確認してから出荷。あわせて焼き割れ発生時のリカバリー手順を工程内に追加した。

SK105（SK3）の水焼入れで焼き割れが多発

状況精密ゲージをSK105で製作。水焼入れ後、ロットの10%に微小割れが発生。焼戻しを1回入れても割れは消えず、不良率が改善しなかった。

原因SK105はC：1%超と炭素量が高く、水焼入れ時の急冷で生じる変態応力が大きい。焼戻し温度が低すぎ（100℃台）で内部応力が十分に緩和されていなかった。

対策焼戻し温度を160〜200℃に上げ、2回実施に変更。割れは解消した。複雑形状への適用を検討していたが、設計段階でSKD11への変更も同時に提案した。

用途別カード

ヤスリ・スタンプ・彫刻工具（SK105 / 旧SK3）

C：1%超で60HRC超の硬さが得られる。削れることが問題になる用途に向く。衝撃が加わる場面では靱性が足りず欠けやすい。

木工鋸・ノコギリ刃・包丁（SK85 / 旧SK5）

SK材で最も汎用的なグレード。硬さと靱性のバランスが良く、焼き割れリスクも比較的低い。ホームセンターで売られているのこぎり刃の多くがSK85相当。

農工具・ハンマー刃・タガネ（SK75 / 旧SK6）

衝撃が繰り返し加わる用途。硬さより「割れない」ことが優先されるため、炭素量を下げた75番台を選ぶ。

スプリング・板バネ（SK65 / 旧SK7）

弾性（ばね性）が最重要の用途。54〜58HRC程度と硬さは控えめだが、繰り返し変形に対する靱性が一番高い。スプリング用途ではSK65かそれ以下のグレードを使う。

SK材 or 合金工具鋼——現場での判断チェック

チェックリスト

☐ 単純形状の小型工具・ゲージ → SK85またはSK105
☐ コストを優先したい → SK材（SKD11の1/3以下）
☐ 研磨・磨き工程が多い → SK材（被削性が良好）
☐ 水焼入れ設備がある → SK材が使える
☐ 水焼入れ設備がない → SKD11（油冷・空冷可）に切り替えを検討
☐ 複雑形状・精密金型 → SKD11以上
☐ 焼き割れをゼロにしたい → SKD11（焼き割れリスク低）
☐ 衝撃荷重・繰り返し変形 → SK65かより高靱性の合金鋼

SK材で押さえるべき3点

数字が小さい（SK3）ほど高炭素・高硬度・高脆性。SK7（SK65）は正反対で高靱性・低硬度。逆順の感覚を体に入れておく。
水焼入れ必須はCr・Mo不在による焼入れ性の低さが原因。油冷では奥まで硬化しない。水焼入れを使うなら焼き割れ対策（焼戻し160〜200℃・2回）もセットで計画する。
SK材が有利なのは「単純形状・小型・コスト重視」の条件が揃ったとき。複雑形状・精密金型・水焼入れ設備なしならSKD11に移行した方が総合コストが低い。