【SS400】とは!?SS400の規格や加工方法について専門家が解説!

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【SS400】とは!?SS400の規格や加工方法について専門家が解説!

汎用性が高く安価なことから、鋼材として幅広く用いられるSS400。しかし用いられる範囲が広いこともあって、SS400の加工に強みを持った工場を見つけるのは簡単ではありません。

「SS400の切断、曲げ、溶接、表面処理などの加工を依頼したいけれど、初めてでどこに頼めばいいかわからない……」

「いつもの依頼先に断られて困っている……」

その他にも、「小ロットでの発注を断られてしまった……」、あるいは「小ロットで発注するのが忍びない……」とお悩みの方もいるでしょう。

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SS400とは   

そもそもSS400とはどんな材料のことを指すか、ご存知でしょうか。

SS400とは、一般構造用圧延鋼材のことで、名前の通り、一般的に構造物に用いられる鋼材です。「SS」はSteel Structureの頭文字で、SS○○と名の付く材料は、すべて構造用の鋼材であることを意味します。

後に続く400は「この材料で保証されなくてはならない最低の引張り強さMPa(N/mm2)で表記したもの」です。なおSS材の場合、数字部分は「下限の引張り強さ」を示していて、規格としては、引張強さが400~510N/mm2のものをSS400と呼びます。

SS400はSS材の中でも特に広く用いられる鋼材で、最も使用頻度が高くその用途は、建築や船舶、土木(橋梁)、自動車など多岐に渡ります。

鋼鉄系の材料としては耐熱性の高いほうではありませんが、一般に用いられる範囲内では問題ない耐熱性を備えています。汎用性の高さ、価格の安さ、入手しやすさなどから、SS400はSS材として真っ先に選択肢に上がるものです。


SS400の規格について

SS材はSS400を含め、SS330・490・540の4種があり、SS540以外にはリンと硫黄の上限量が制限されているなど、鋼材の中では比較的緩やかではあるものの成分規定も存在します。SS400の化学成分規定は、リン、硫黄ともに、0.050%以下です。

なお炭素含有量についてはJIS規格上の規定がないため、硬度や耐摩耗性にはあまり期待できません。JIS G3101で規定されているのはあくまでも強度面の上限下限だけであり、炭素含有量などの保証にはならないのです。実際にはおよそ0.15~0.20%の物が多く、一般に軟鋼(低炭素鋼)に当たります。


SS400の板厚について

引用元:株式会社スタンダードテストピース

SS400の板厚は一般的に、4.5mm,6mm,9mm,12mm,16mm,19mmと飛び飛びになっており、間の厚みのSS400はほとんど流通していません。これは、JIS規格の規定に則った板厚が一般に流通しているためです。この厚みでなければならないというわけではなく、この厚みを利用すると加工や施工がスムーズになる板厚がある、と理解しておきましょう。

またSS400の400は引張強さの下限を表したものと説明しましたが、設計するうえでは、規格として定義されている下限の引張強さよりも、素材が変形し始めてしまう境界点を表した降伏点(耐力)のほうが重視されます。

SS400の降伏点は一般に245N/mm2ですが、これは鋼材の厚さが16mm以下の場合に限ります。降伏点は板厚と強い関連があり、板厚が大きくなればなるほど降伏強度は小さくなっていくのです。板厚と降伏点の関連性は、具体的には次の通りです。

  • ・16mm以下 ⇒ 245N/mm2
  • ・16~40mm以下 ⇒ 235N/mm2
  • ・40~100mm以下 ⇒ 215N/mm2

なお、SS400は一般に溶接も可能な鋼材ですが、50mmを超える場合は推奨されません。その場合は、成分規定がより厳しく、溶接に影響を及ぼしにくいSM材を用いたほうが無難です。


フラットバーとは

引用元:鉄板市場

フラットバーとは平らで棒のように長い板のことで、平鋼・四角鋼とも呼ばれるほか、FBと表記されることもあります。フラットバーは、鉄のほかステンレスやアルミを使ったものもありますが、単にフラットバーと言った場合、SS400を使ったものを指すことが多いです。

加工しやすい材料であることから、建築用部材の接合プレートや仕上げ材、階段の根太として使われるほか、DIYで用いられることもあります。ブラケットやプレートといった名称がついた部品はたいていがSS400のフラットバーを素材として用いています。

SS400の板厚と同様、フラットバーの板厚と幅にも主に使われる寸法があり、板厚は3,4.5,6,9,12,13,16,19mmなど、幅は9,13,16,19,22,25,32,38,44,50mmなどです。特別な理由がない限り、この間の数字(板厚10×幅10mmなど)で設計しないようにしましょう。


SS400のメリット・デメリット

SS400のメリット

SS400の最も大きなメリットは、圧倒的に流通量が多く材料も安価であるため、とにかく手に入れやすい点です。また炭素の含有量が少ないため焼入れなども不要で、そのまま構造材や部品として使える加工性のよさや、多岐に渡る用途に耐えられる汎用性の高さもメリットと言えるでしょう。


SS400のデメリット 

炭素の含有量が少ないことから焼入れによる強度調整が不要な反面、必要な強度が得られない点はデメリットです。SS400はおよそ0.2%以下しか炭素を含んでいないものが多く、鉄鋼材料の中ではやわらかい材料、軟鉄に分類されます。

そのため、高い硬度や耐摩耗性が求められる摺動部位(軸に対する軸受け部など、擦れながら滑り合う部分)に使うのには不向きです。そうした硬さが必要な場面では、炭素鋼であるS45Cを用いた方がよいでしょ。


SS400と他の鉄規格との違い

なぜ鋼材の中でSS400が特に選ばれるのか、その理由をもう少し掘り下げるため、他のよく似た鉄規格との違いをご紹介します。SS400とよく似た鋼材として挙げられるものとして、SPCC、S45Cなどがあります。

SPCCとの違い

まずSS400とSPCCの主な違いは、強度です。SS400が熱間圧延であるのに対し、SPCCは冷間圧延であることから、SPCCは表面が綺麗に仕上がるという特徴を持っています。しかし冷間圧延のため板厚を厚くするのは一般的でなく、薄板での使用が主一定の強度が求められる場合には、やはりSS400が選ばれます。またわずかではありますが、SS400の方が低価格です。


S45Cとの違い

次にSS400とS45Cの主な違いは、こちらも強度です。SPCCの場合とは対照的に、SS400よりもさらに強度を持っている材がS45Cです。45Cとは0.45%前後炭素(Carbon)を含んでいることを表していて、その分SS400よりも強度や硬度が高くなります。ただし高強度・高硬度なため加工性が低く、価格もSS400よりはるかに高くなります。そのため、基本的にはSS400を使用し、特に強度が必要な部分にはS45Cを使用する、といった形で用いられます。


共通する弱点

なお、SS400、SPCC、S45Cに共通する弱点として、耐食性が挙げられます。この3つの鋼材はサビやすく、耐食性が必要な場合にはSPCCに亜鉛メッキを施したSECC、SGCC、や、より高耐食性であるZAM鋼板なども選択肢に入ります。


このようにSS400は、あらゆるシーンにおいてベストといった性質の鋼材ではないものの、低価格、ほどよい強度、そして板厚も豊富なことから、汎用材を選択する際に真っ先に候補に上がるのです。


SS400のどんな加工を依頼できるのか

①切断加工 

板金加工をするうえで、まず必要となるのが切断加工シャーリング、レーザー、タレパンなどの加工法を駆使して、1枚の板金を求められる寸法に切断・カットし、穴あけなど行います。

切断は、その後の工程に大きく影響し、最終的な製品の仕上がり・精度にも関わる重要な加工工程です。

Mitsuriでは、レーザー切断機を用いた高速・高精度、かつ短納期の切断加工が可能です。レーザーなら、硬度の高い鋼材でも小サイズの切り出し溝部分の難加工など、あらゆるシーンで正確な切断を実現できるほか、切断後の面取りサービスなどもぜひご相談ください。


②曲げ加工 

鋼材の曲げ加工では、ベンダー(折り曲げ機)を使用して直線的に折り曲げ加工を施すほか、R曲げ、V曲げ、Z曲げ、ヘミング曲げ、ロール曲げといったあらゆる曲げを、発注に応じて使い分けます。板厚の厚いものは、プレスブレーキと金型を用いて曲げる場合もあります。

プレスブレーキでの曲げが必要な板厚のものは、自由な角度で曲げることが難しくなります。そんな難加工も、Mitsuriにぜひお任せください。


③溶接

一般的なCO2溶接、MIG溶接、TIG溶接などのシールドガスアーク溶接に加え、スポット溶接やレーザー溶接などあらゆる溶接法を駆使して材を溶接します。

SS400はSS材の中では溶接性に優れるものの、板厚が厚くなればその限りではありません。SS400には成分規格がないため、高いレベルでの溶接性が求められるなど設計によっては溶接向きの鋼材(SM材)を用いた方がよいケースもあります。

どの材を使うべきか、といった判断がつかない場合も、ぜひMitsuriにご相談ください。


④後処理

塗装、めっき、旋削、切削、研削、バリ取りなど、最終的な表面の仕上げ加工を行います。

Mitsuriの協力工場には、これら後処理まで依頼できる提携先を抱えた工場が多数あり、自社で一貫して行う工場もありますので、すべての工程を見据えた見積もりを出すことが可能です。

SS400の加工実績    

引用:株式会社DAISE(SS材)

引用:株式会社DAISE(SS材)

引用:株式会社DAISE(SS材、溶接)


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