天アキ25mm

2 編 材料学・工業材料
企画・編集

執 筆 者

宇佐美 三郎

岡 崎 正 和岡 部 永 年

川 田 宏

之近 藤 良之松 岡 三 郎

宮 野靖

村 上 敬

宜

安 部 勝

洋赤 津隆

渥 美 哲 郎天 城 滋夫

新 井 康

男

荒 川 和 彦有 浦 泰 常

有 賀正

安 藤 克

己

伊 藤 喜 昌今 泉 乾次郎

宇佐美 三郎

梅 澤修

江 原 隆一郎

大 倉 正 彦大 澤 嘉昭岡 崎 正

和岡 部 永 年

鬼 鞍 宏 猷

加 部 和

幸

海 藤 博

幸

鎌 土 重 晴

川 越誠

川 田 宏

之

木 村 一

弘

木 村 勇 次久保田 耕 平小 松 高行米 屋 勝

利近 藤 良 之後 藤佐々木元佐 藤 文宣

佐 野 義 一坂 本 晴 彦

澤 田 浩

太清 水進

須 山 昇 司鈴 木 章 彦宗 宮詮

田 淵 正明髙 橋高 森晋

瀧 田 朋

広武 田 展雄

武 田 宗 久鶴 丸 迪 子

手 塚 和

彦

寺 田 博

之

外 山 和 男

徳 永 雅 亮德 本啓

鳥 塚 史郎

生田目 俊 秀西 田 新 一

野 村 茂

雄服 部満

花 田 修 治平 川 泰 彦

平 山 義

則

福 永 秀

春

藤 井

邉

松 尾 陽太郎

三 浦 英生皆 川 和 己宮 入 裕 夫

宮 崎 政

行

宮 野靖

村 上 敬 宜森 田薫

矢 島 健児山 岸 千丈山 﨑 義 一山 田 三 男

横 幕 俊典横 山昭

吉 田 英 雄吉 富 丈 記吉 村 達彦綿 谷 英男目研

透

徹

吾 一

次

第 1 章 各種製品に使用されている材料
1・1 機械の三要素 …………………………………1
1・1・1 軸受………………………………………1

1・4・6 ポンプ …………………………………11

1・1・2 歯車………………………………………11・5 建設機械………………………………………13
1・5・1 建設機械に使われている材料の特1・1・3 ねじ，ボルト……………………………3
1・2 車両 ……………………………………………5
1・2・1 自動車……………………………………5
1・2・2 鉄道車両…………………………………5

1・4・7 原子力プラント ………………………11徴 ………………………………………131・6 航空機…………………………………………151・6・1 翼・胴体の主構造 ……………………17

1・3 家電品 …………………………………………91・4 発電・エネルギー機器………………………111・6・2 エンジン構造 …………………………17

1・4・1 発電用ボイラ …………………………111・7 エレベータ・エスカレータ…………………17
1・7・1 エレベータ ……………………………17

1・4・2 蒸気タービン …………………………11

1・6・3 脚・パイロン構造 ……………………17

1・4・3 タービン発電機 ………………………111・7・2 エスカレータ …………………………19

1・4・4 ガスタービン …………………………11

1・8 工作機械………………………………………21
1・9 ロボット………………………………………22

1・4・5 水車 ……………………………………11

目ii

次1・10 製鉄機械 ……………………………………22
1・10・1 製銑設備………………………………22

1・13 缶，びん，包装容器 ………………………31
1・13・1 容器の種類……………………………31

1・10・2 製鋼・連続鋳造設備…………………23

1・13・2 容器の構造……………………………31

1・10・3 圧延設備………………………………24

1・13・3 容器用材料……………………………31

1・10・4 圧延ロール……………………………25

1・14 船舶 …………………………………………32
1・15 スポーツ用品と材料 ………………………33

1・11 通信機器：携帯電話 ………………………28
1・11・1 おもな構成……………………………28

1・15・1 歴史と変遷……………………………33

1・11・2 筐体材料………………………………28

1・15・2 FRP：軽量化の主役 ………………33

1・12 カメラ ………………………………………28
1・12・1 構造部材………………………………28

1・15・3 金属：その安定した特性……………34

1・12・2 機構部材………………………………29

1・15・4 高分子樹脂：さまざまな用具に使用されるエンジニアリングプ

1・12・3 外装部材………………………………29ラスチック……………………………35

1・12・4 光学部材………………………………30

1・15・5 スポーツ用品材料の将来……………36

1・12・5 電気回路材料…………………………30

1・16 マイクロマシン ……………………………361・12・6 カメラ用材料の今後…………………31第 2章 鉄 鋼 材 料
2・1 鉄鋼材料の基礎………………………………372・1・1 鋼の平衡状態図と組織 ………………372・6・2 表面焼入れ軸受鋼 ……………………682・6・3 ステンレス軸受鋼 ……………………682・1・2 鋼の熱処理 ……………………………392・6・4 高温軸受鋼 ……………………………682・1・3 強化機構 ………………………………402・7 ばね鋼…………………………………………682・7・1 熱処理ばね（熱間成形ばね）鋼 ……692・1・4 成形技術 ………………………………422・2 炭素鋼…………………………………………432・2・1 鉄鋼材料の JIS による分類 …………432・7・2 加工ばね鋼 ……………………………692・2・2 炭素鋼の成分 …………………………432・8 工具鋼…………………………………………692・8・1 切削工具鋼 ……………………………702・2・3 構造用鋼 ………………………………442・8・2 耐衝撃工具鋼 …………………………702・2・4 加工用鋼 ………………………………472・8・3 冷間金型用工具鋼 ……………………702・2・5 機械構造用炭素鋼鋼材 ………………492・8・4 熱間金型用工具鋼 ……………………712・3 構造用合金鋼…………………………………532・3・1 合金鋼の範囲 …………………………532・8・5 ゲージ用鋼 ……………………………712・3・2 構造用合金鋼の規格 …………………532・3・3 構造用合金鋼選択の指針 ……………532・9 鋳鉄……………………………………………712・9・1 鋳鉄の概要 ……………………………712・3・4 構造用合金鋼の合金設計 ……………542・9・2 ねずみ鋳鉄 ……………………………712・3・5 鋼材の品質 ……………………………562・9・3 球状黒鉛鋳鉄 …………………………732・3・6 構造用合金鋼の用途とその性能 ……562・9・4 C/V 黒鉛鋳鉄 …………………………742・3・7 構造用低合金高張力鋼 ………………602・9・5 可鍛鋳鉄 ………………………………742・8・6 磨き特殊帯鋼 …………………………712・3・8 超強靱鋼 ………………………………612・9・6 合金鋳鉄 ………………………………752・4 ステンレス鋼およびステンレス合金………632・4・1 フェライト系ステンレス鋼 …………632・10 鋳鋼 …………………………………………752・10・1 構造用鋳鋼……………………………752・4・2 マルテンサイト系ステンレス鋼 ……632・10・2 耐食用鋼鋳鋼…………………………772・4・3 オーステナイト系ステンレス鋼 ……632・10・3 耐熱鋼鋳鋼……………………………772・4・4 二相ステンレス鋼 ……………………642・10・4 耐摩耗用鋳鋼…………………………782・4・5 析出硬化型ステンレス鋼 ……………642・10・5 低温高圧力用鋳鋼……………………782・4・6 ステンレス合金 ………………………652・11 焼結合金 ……………………………………782・11・1 概説……………………………………782・5 耐熱鋼および耐熱合金………………………652・6 軸受鋼…………………………………………672・6・1 高炭素クロム軸受鋼および肌焼軸受鋼 ……………………………………682・11・2 金属粉末および合金粉末……………792・11・3 各種の焼結材料………………………81

天アキ
25mm
目

次iii

第 3章 非鉄金属材料
3・1 アルミニウムおよびその合金………………85
3・1・1 アルミニウムの物理的および化学的性質 …………………………………85
3・1・2 アルミニウムおよびその合金の分類 ………………………………………85
3・1・3 アルミニウムおよびその合金の性

3・5 マグネシウムおよびその合金………………99
3・5・1 マグネシウムの特徴 …………………99
3・5・2 マグネシウム合金の種類と性質……101
3・6 亜鉛およびその合金 ………………………1033・6・1 亜鉛……………………………………1033・6・2 亜鉛合金………………………………103質 ………………………………………86
3・2 チタンおよびその合金………………………903・2・1 チタンの物理的および化学的性質

3・7 ろう接合金 …………………………………1043・7・1 ろう……………………………………104…………………………………………903・8 その他 ………………………………………110
3・8・1 鉛およびその合金……………………110

3・2・2 チタンおよびその合金の種類 ………903・8・2 スズおよびその合金…………………111

3・3 ニッケルおよびその合金……………………91
3・3・1 ニッケルの物理的および化学的性

3・8・3 タングステン…………………………112質 ………………………………………91

3・8・5 ベリリウム……………………………112

3・3・2 工業用純ニッケルと合金の種類 ……91

3・8・6 ジルコニウム…………………………113

3・3・3 耐熱合金としてのニッケル基合金

3・8・7 タンタル………………………………113

3・8・4 モリブデン……………………………112と機械的性質 …………………………92

3・8・8 ニオブ…………………………………113

3・4 銅およびその合金……………………………94
3・4・1 銅の物理的および化学的性質 ………95

3・8・9 金および金合金………………………114

3・4・2 銅およびその合金の種類 ……………96
3・4・3 銅およびその合金の性質 ……………97

第 4章

3・8・10 銀およびその合金 …………………114
3・8・11 白金およびおもな白金族とその合金 …………………………………114

電磁気・電子材料4・1 導電材料 ……………………………………1174・1・1 電線・導体材料………………………1174・4・3 有機固体絶縁材料（パッケージン

4・1・2 超伝導材料……………………………118グ，樹脂，プリント基板，FRP)

4・1・3 接点材料………………………………120…………………………………………127

4・1・4 抵抗材 料（電 熱 材 料，サ ー ミ スタ，バリスタ) ………………………121ス，セラミックス) …………………1264・5 磁性材料 ……………………………………1304・5・1 磁性材料の種類………………………1304・2 半導体デバイス材料 ………………………1224・2・1 半導体材料……………………………1224・5・2 磁心材料………………………………1304・2・2 薄膜材料………………………………1234・5・4 その他の磁性材料……………………1334・2・3 トランジスタ，集積回路材料………1244・5・5 非磁性鋼………………………………1344・2・4 はんだ接続材料………………………1254・6 特殊機能材料 ………………………………1344・6・1 熱電効果材料…………………………1344・3 強誘電体材料 ………………………………1254・3・1 磁器コンデンサ………………………1264・5・3 永久磁石材料…………………………1324・6・2 光電変換材料…………………………1344・3・2 圧電素子………………………………1264・6・3 ディスプレイ材料……………………1354・4 絶縁材料 ……………………………………1264・4・1 気体・液体絶縁材料…………………1264・6・4 光学材料………………………………136
4・6・5 調節，保安材料………………………137

4・4・2 無機固 体 絶 縁 材 料（雲 母，ガ ラ

第 5 章 高分子材料ほか
5・1 プラスチック ………………………………138
5・1・1 プラスチックの種類…………………138
5・1・2 プラスチックの成形方法……………138
5・1・3 性質……………………………………139

5・1・4 応用分野………………………………142
5・1・5 その他のプラスチック………………145
5・1・6 プラスチックを利用した設計の考え方……………………………………145

iv

目

5・2 ゴム …………………………………………147
5・2・1 ゴム材料一般…………………………147
5・2・2 強化ゴム………………………………148

次5・4・2 繊維製品………………………………156
5・5 塗料 …………………………………………162
5・5・1 塗料の構成……………………………162

5・3 木質材料 ……………………………………151
5・3・1 木材……………………………………151

5・5・2 塗料の分類……………………………163

5・3・2 加工木材………………………………153

5・5・4 塗装……………………………………164

5・3・3 化学処理木材…………………………154

5・5・5 塗料の乾燥……………………………166

5・3・4 木材の防腐，防虫および防火法……154

5・6 接着剤およびシーリング材 ………………167
5・6・1 接着剤…………………………………167

5・4 紙および繊維製品 …………………………154
5・4・1 紙，不織布，合成紙…………………154

5・5・3 塗料の製造……………………………163

5・6・2 シーリング材…………………………171

第 6章 無 機 材 料
6・1 ガラス ………………………………………174
6・1・1 ケイ酸塩ガラスの性質………………174

6・3・3 セメントコンクリート製品…………182

6・1・2 特殊な製法・処理によるガラス……175

6・4 耐火物・断熱材 ……………………………182
6・4・1 耐火物の種類と性質…………………182

6・1・3 非ケイ酸塩ガラス……………………177

6・4・2 断熱材の種類と性質…………………184

6・2 陶磁器 ………………………………………177
6・3 セメント・コンクリート …………………178

6・5 ニューカーボン ……………………………187
6・5・1 ニューカーボンの種類………………187

6・3・1 セメントの種類と分類………………178

6・5・2 ニューカーボンの性質………………187

6・3・2 コンクリート…………………………1806・5・3 ニューカーボン適用製品……………188

第 7章 セラミックス
7・1 ファインセラミックス ……………………190
7・1・1 ファインセラミックスの機能別分類と特徴………………………………190
7・1・2 セラミックスの製造プロセス………190

7・4 セラミックスの材料設計 …………………201
7・4・1 セラミックスの基礎物性に及ぼす支配因子………………………………201
7・4・2 セラミックスの諸特性に及ぼす微7・1・3 機械材料としてのセラミックス……192

構造因子と製造条件との関係………202

7・1・4 機能性セラミックス…………………196

7・5 セラミックスの構造強度設計 ……………2037・5・1 材料強度・寿命特性の評価法………203

7・2 多孔質セラミックス ………………………197
7・2・1 多孔体の形態と分類…………………197
7・2・2 多孔体の一般的性質と用途…………197
7・3 複合セラミックス …………………………199
7・3・1 強化材と強化機構……………………200

7・5・2 構造設計と保証試験…………………205
7・6 セラミックス/金属接合……………………206
7・6・1 接合方法と特徴・用途………………206
7・6・2 強度・寿命評価法……………………207

7・3・2 強度評価法……………………………201

第 8章 複 合 材 料
8・1 複合材料 ……………………………………209
8・2 強化繊維 ……………………………………209

8・3・6 衝撃特性………………………………214

8・2・1 ガラス繊維……………………………209

8・4 金属基複合材料 ……………………………215
8・4・1 金属基複合材料の構成と組織………215

8・2・2 カーボン繊維…………………………210
8・2・3 有機繊維………………………………211

8・3・7 複合材料の新技術……………………215

8・4・2 強化材とマトリックス金属との適8・2・4 セラミック繊維………………………212合性……………………………………215

8・3 プラスチック基複合材料 …………………212
8・3・1 プラスチックの種類による分類……212

8・4・3 機械的性質……………………………216

8・3・2 力学的特性……………………………213
8・3・3 破壊靱性………………………………214

8・5 サンドイッチ板・多層シート板 …………222
8・5・1 サンドイッチ板………………………222

8・3・4 クリープ特性…………………………214

8・5・2 サンドイッチばり……………………223

8・3・5 疲労特性………………………………214

8・5・3 多層シート板…………………………224

8・4・4 製造法…………………………………219

天アキ
25mm
目8・6 複合材料の接着・接合 ……………………2258・6・1 接着形態と接着強度…………………225
8・6・2 重ね合わせ継手の接着剤層中の応次

v8・6・4 さまざまな複合材料接着継手………227
8・7 複合材料の成形法 …………………………228
8・7・1 熱硬化性プラスチック系 FRP の力………………………………………225

成形方法………………………………228

8・6・3 複合材料接着継手の破壊……………227

8・7・2 熱可塑性プラスチック系 FRP ……229

第 9 章 表 面 処 理
9 ・1 耐食性向上表面処理 ………………………231
9・1・1 めっき等の被覆法……………………231
9・1・2 ショットピーニング等の表面改質

9・2・4 表面被覆（肉盛，溶射，めっき)…………………………………………233
9・2・5 薄膜被覆………………………………234

9 ・2 耐摩耗性向上表面処理 ……………………232

法………………………………………232

9 ・3 疲労強度向上表面処理 ……………………234
9・3・1 ショットピーニング…………………234

9・2・1 耐摩耗表面設計………………………232

9・3・2 表面ロール加工………………………235

9・2・2 熱処理…………………………………232

9・3・3 熱処理による表面処理………………236

9・2・3 拡散処理………………………………232

第 10 章金属材料の検査と試験

10・1 金属材料の成分と組織検査………………241
10・1・1 金属材料成分の分析法および鑑10・3・6 電磁誘導探傷試験 …………………244

別法 …………………………………241………………………………………24410・1・2 組織検査 ……………………………24110・3・8 スンプ法 ……………………………244

10・1・3 結晶粒度試験 ………………………24110・1・4 非金属介在物検査 …………………24110・4 残留応力の測定法…………………………24410・4・1 ひずみゲージ法 ……………………24410・1・5 その他の物理冶金試験 ……………24110・4・2 X 線応力測定法 ……………………245

10・2 金属材料の欠陥……………………………24110・2・1 圧延材の欠陥 ………………………24110・5 材料試験……………………………………246
10・5・1 引張試験 ……………………………246

10・2・2 鍛造品の欠陥 ………………………24210・5・2 硬さ試験 ……………………………246

10・2・3 鋳造品の欠陥 ………………………242

10・5・3 衝撃試験 ……………………………246

10・2・4 熱処理に関連した欠陥 ……………242

10・5・4 破壊靱性試験 ………………………246

10・2・5 溶接欠陥 ……………………………242

10・5・5 疲労試験 ……………………………246

10・3 非破壊検査…………………………………242
10・3・1 種類と適用 …………………………242

10・5・6 クリープ試験 ………………………246

10・3・7 アコースティックエミッション

10・3・2 放射線透過試験 ……………………243

10・6 その他の試験………………………………247
10・6・1 腐食試験 ……………………………247

10・3・3 超音波探傷試験 ……………………243

10・6・2 摩耗試験 ……………………………247

10・3・4 磁気探傷試験 ………………………244

10・6・3 被削性試験 …………………………247

10・3・5 浸透探傷試験 ………………………244

10・6・4 プレス成形性試験 …………………247

第 11 章物理的性質等データ集

11・1 元素の周期表………………………………249
11・1・1 18族長周期表 ………………………249

11・4・2 298K における鉄基二元合金の11・1・2 短周期型周期表 ……………………249

11・4・3 各種材料の弾性係数（ ， ，11・2 元素の物理的性質…………………………249
11・3 実用金属材料の物理的性質………………249

11・4・4 鋼のビッカース硬さに対する近11・4 その他………………………………………249
11・4・1 電気的・磁気的性質 ………………249

弾性係数（ ， ， ，ν) ………249
ν， ）の温度依存性 ……………249
似的換算値 …………………………249

vi目

次第 12 章 工業材料と JIS 規格，外国の規格
12・1 鉄鋼材料……………………………………263
12・1・1 炭素鋼 ………………………………263

12・2 アルミニウム合金…………………………266
12・3 銅・銅合金…………………………………276

12・1・2 合金鋼 ………………………………26312・3・1 JIS 規格体系 ………………………276

12・1・3 ステンレス鋼および耐熱鋼 ………264

12・3・2 JIS 規格一覧 ………………………285

12・1・4 特殊用途鋼 …………………………266

12・3・3 JIS 規格と関連外国規格 …………285

索引（日本語・英語) ………………………………………………………………………………………………巻末