トコトンやさしい金属材料の本

日刊工業新聞社／2019.10.

当館請求記号：M213-M32

目次

目次 CONTENTS

• 第1章
  金属とは
• • 1
    活用の始まりは、ほぼ純粋な自然金属「人類と金属の出会い」
    10
• • 2
    金属結合がもたらす3つの特徴「化学結合とは」
    12
• • 3
    金属はどうしてしなやかなの?「金属の延性」
    14
• • 4
    金属はどうして錆びるの?「金属の腐食現象」
    16
• • 5
    金属はどうして熱や電気を伝えやすいの?「金属の導電率と熱伝導度」
    18
• • 6
    周期表の周期と族で元素の性質に傾向あり「周期表から見た金属」
    20
• • 7
    状態図は金属材料開発に使用する道しるべ「純金属と合金」
    22
• • 8
    周期表以外にもある金属材料の分類方法「金属材料の分類」
    24

• 第2章
  金属材料の種類―鉄鋼―
• • 9
    最も多く生産され、使用されている金属「鉄鋼」
    28
• • 10
    軟鋼を中心とした構造用鋼「普通鋼」
    30
• • 11
    普通鋼より特性を向上させた鉄鋼「特殊鋼」
    32
• • 12
    クロム、またはクロムとニッケルを含む特殊鋼「ステンレス鋼」
    34
• • 13
    溶解温度が比較的低く、流動性に優れる「鋳鉄」
    36

• 第3章
  金属材料の種類―非鉄金属―
• • 14
    鉄鋼以外の金属とその合金「非鉄金属」
    40
• • 15
    人類が最初に手にした非鉄金属の代表「銅および銅合金」
    42
• • 16
    銅と同様に代表的な非鉄金属の一つ「アルミニゥムおよびアルミニウム合金」
    44
• • 17
    構造用金属材料の中で最も軽量な金属「マグネシウムおよびマグネシウム合金」
    46
• • 18
    ギリシャ神話にちなんで名付けられた金属「チタンおよびチタン合金」
    48
• • 19
    ステンレス鋼の開発以降、需要増大する金属「ニッケルおよびニッケル合金」
    50
• • 20
    単体金属として確認が遅れた金属「亜鉛および亜鉛合金」
    52
• • 21
    銅に添加される古代より知られている金属「錫および錫合金」
    54
• • 22
    化学的に安定で資源的に貴重な金属「貴金属」
    56
• • 23
    銅と共に人類が早くから手にした金属「金および金合金」
    58
• • 24
    金属の中で導電率と熱伝導度が最も高い「銀および銀合金」
    60
• • 25
    現代の産業を支える非常に重要な金属「レアメタルとレアアース」
    62
• • 26
    非晶質な構造を持った金属「アモルファス合金」
    64
• • 27
    硬質相と結合相からなる複合材料「超硬およびサーメット」
    66

• 第4章
  金属材料の評価・試験方法
• • 28
    金属の硬さを調べる試験「硬さ試験」
    70
• • 29
    引張荷重負荷時の変形挙動を求める試験「引張試験」
    72
• • 30
    金属の疲労特性を調べる試験「疲労試験」
    74
• • 31
    摩擦運動部分の挙動を把握する試験「摩擦・摩耗試験」
    76
• • 32
    金属のクリープ特性を調べる試験「クリープ試験」
    78
• • 33
    金属の腐食特性を調べる試験「耐食性試験」
    80

• 第5章
  加工プロセス
• • 34
    形状と機能を付与して金属製品に仕上げる「加工プロセス」
    84
• • 35
    溶解炉で融点以上に加熱して溶かす「溶解加工」
    86
• • 36
    溶けた金属を型に流し込んで冷却して固める「鋳造加工」
    88
• • 37
    回転する2対のロールで金属を引ぎ延ばす「圧延加工」
    90
• • 38
    金型から押出して様々な断面形状の長尺金属を得る「押出加工」
    92
• • 39
    金型から引抜いて様々な断面形状の長尺金属を得る「伸線・引抜き加工」
    94
• • 40
    プレス機を用いて塑性加工する「プレス加工」
    96
• • 41
    継ぎ目のない中空のくぼみ形状を金属に付与する「絞り・張出し加工」
    98
• • 42
    加熱・冷却して金属の特性を向上させる「熱処理加工」
    100
• • 43
    2つ以上の金属を一体化させる「接合加工」
    102
• • 44
    工作機械で機械的に除去する「切削・研削加工」
    104
• • 45
    金属粉末を一兀材に使用する「粉末冶金加工」
    106

• 第6章
  表面処理プロセス
• • 46
    金属表面に装飾や機能を付与する「表面処理加工」
    110
• • 47
    金属表面の素地とは異なる付着物を除去する「前処理」
    112
• • 48
    金属表面に素地とは異なる金属皮膜を施す「めっき」
    114
• • 49
    金属表面に素地とは異なる皮膜を生成させる「化成処理」
    116
• • 50
    金属表面に人工的に酸化皮膜を生成させる「陽極酸化処理」
    118
• • 51
    金属表面に素地とは異なる塗膜を施す「塗装」
    120
• • 52
    表面のみ硬くして耐摩耗性とじん性を両立「表面硬化処理」
    122
• • 53
    金属表面に炭素や窒素を拡散させて硬くする「浸炭焼入れと窒化処理」
    124
• • 54
    無数の投射材を高速で金属表面に衝突させる「ショットピーニング」
    126

• 第7章
  金属材料の用途
• • 55
    材質以外にも分類できる「構造材料と機能材料」
    130
• • 56
    エンジンの燃費向上とCO₂排出量削減が課題「航空機」
    132
• • 57
    車体の軽量化で燃費向上と環境規制に対応「自動車」
    134
• • 58
    現代の日本の硬貨は、1円以外は全て銅合金「硬貨」
    136
• • 59
    清潔さと耐久性が求められる「台所用品」
    138
• • 60
    複雑な形状と瞬時の成形「おもちゃ」
    140
• • 61
    変わらない輝ぎが求められる「アクセサリー」
    142
• • 62
    社会インフラの至るところで活躍「電線」
    144
• • 63
    白熱化して赤みを帯びた白色光を発するフィラメント「電球」
    146
• • 64
    軽量化を主眼に置いた材料変遷「スポーツ用具」
    148

• 第8章
  金属材料のこれから
• • 65
    鉛、水銀、カドミウムに対する規制と対応「環境への配慮」
    152
• • 66
    金属資源が少ない日本の貴重な資源確保手段「リサイクル」
    154
• • 67
    人工知能を用いた材料開発「マテリアルズ・インフォマティクス」
    156

• 【コラム】
• • ●人間の健康を左右する金属
    26
• • ●錆びない金属ステンレス鋼。実は錆びています!
    38
• • ●金属の三兄弟金・銀・銅
    68
• • ●金属に関する資格を取ろう!
    82
• • ●加工プロセス選定に関する名著
    108
• • ●「メッキ」じゃなくて「めっき」だよ
    128
• • ●伝統工芸技術を活かした街角モニュメント
    150
• • ●都市鉱山とオリンピックメダル
    158

• 主な参考文献
  159