クロムモリブデン鋼（SCM）
クロムモリブデン鋼（SCM）はクロモリ鋼とも呼ばれ、鉄にクロム（Cr）とモリブデン（Mo）を添加した構造用合金鋼であり、強度、靭性、耐熱性、そして耐摩耗性に優れた材料である。クロムは鋼の硬化性と耐摩耗性を向上させ、モリブデンは焼入性と高温での強度を高める効果がある。JIS規格ではSCMと呼ばれ、自転車、自動車、航空機、機械部品などの軸、ボルト、歯車などに用いられる。強度と耐久性があるだけでなく、溶接性がよい。
材料特性
クロムモリブデン鋼（SCM）は、クロムの添加により鋼の表面硬度が向上し、耐摩耗性と耐食性を持つ。さらにモリブデンの添加により、焼入性が向上し、鋼材の厚い部分でも均一に硬度を得ることが可能となる。また、高温下での強度も増加するため、高温環境での使用にも適している。これらの特性の組み合わせにより、クロムモリブデン鋼（SCM）は極めて高い強度と靭性を兼ね備えた材料である。
クロムとモリブデン
クロムモリブデン鋼（SCM）の「M」はモリブデンを示しており、2%以下のクロムと0.45%以下のモリブデンの組み合わせにより特性が強化されている。モリブデンの効果で焼入性が向上し、複雑な形状や厚みのある部品でも高い硬度と靭性を両立させることができる点が特徴である。
用途
クロムモリブデン鋼は、自動車や航空機のエンジン部品、ギア、シャフト、ピンなど、強度と靭性が求められる部品に広く使用されている。特に、エンジンの内部部品や高負荷がかかるギアなどで使用されることが多い。また、建設機械の部品や圧力容器、ボイラーの部材としても利用されており、高温・高圧の環境でもその性能を発揮する。これにより、耐久性と信頼性が要求される重要部品においても安心して使用できる。
メリットとデメリット
クロムモリブデン鋼のメリットは、耐摩耗性、高強度、耐熱性、そして高い靭性を兼ね備えている点である。これにより、過酷な条件下での機械部品や構造材として利用できる。一方、デメリットとしては、加工が難しい点や、ステンレス鋼と比較した場合の耐食性能が限定的である点が挙げられる。また、モリブデンとクロムの添加による材料コストの増加も考慮が必要であり、用途に応じた材料選定が求められる。
熱処理と焼入性
クロムモリブデン鋼は、熱処理を行うことでその特性を最適化することができる。モリブデンの効果により、焼入れ処理が鋼材全体に均等に行き渡り、厚みのある部品でも内部まで高い硬度を実現できる。また、焼入れと焼戻しを組み合わせることで、表面の硬さを向上させつつ、内部には適度な靭性を保持することが可能である。これにより、耐衝撃性と耐摩耗性を両立した部品を作り出すことが可能となる。
耐食性
クロムの添加により、クロムモリブデン鋼は大気中や一般的な湿潤環境において良好な耐食性を示す。ただし、ステンレス鋼ほどの耐食性はないため、強酸性環境や塩分の多い環境下では防食処理が推奨される。適切な防食コーティングや表面処理を施すことで、耐久性をさらに向上させることができる。また、モリブデンは耐ピッティング性を向上させるため、点状の腐食にもある程度耐えることが可能である。
機械的特性
クロムモリブデン鋼は非常に高い引張強度と降伏強度を持ち、高負荷や繰り返しの応力に耐えることができる。これにより、過酷な環境下でも安定した性能を発揮することが可能である。
加工性
加工性に関しては、硬度が高いため機械加工には注意が必要である。熱処理前に粗加工を行い、その後に焼入れや焼戻しを行うことで最終的な仕上げ精度を確保するのが一般的な手法である。