私たちの生活を支えている金属材料にはどんなものがあるのかご紹介

金属材料は加工方法によって全く異なる性質に変化する

金属の棒

金属材料の分類は元となる金属素材に因るわけかた以外にもさまざまな方法があります。加工方法による分類もそのひとつです。丸棒素材の押し出しや引き抜きといったように成分は同じでもどのような加工方法で整形されたかによって全く別の金属材料として扱われます。
加工方法によって分類が分けられているのは性質の違いが理由です。同じ素材であっても加工方法によって金属材料としての特性は異なります。丸棒素材であれば引き抜き加工のほうが精度が高く押し出し加工はコストを抑えられるというメリットがあるため用途や目的によって使い分けられています。
同じ素材でも加工方法を工夫することで性能を高めることが可能です。金属を叩いて整形する加工技法を鍛造と言います。文字通り金属を強力に鍛えあげる鍛造は金属素材の性質はそのままに強度を引き上げるための技法です。鍛造された金属材料を用いた製品として最も身近なものが刃物です。伝統技法で作られる包丁の多くは鉄を叩いて鍛えあげる鍛造で製造されています。丈夫で強度に優れることから寿命が長く鋭い刃先による切れ味も鋭い鍛造包丁はプロ向けの製品としてはもちろん最近は外国人旅行客にも人気です。
同じ素材を使っても加工次第で大きく変化するのが金属材料の面白いところです。

軽量で安定性に優れる金属材料「チタン」

軽量で強固、安定性も高いことから広く普及している金属材料が「チタン」です。
チタンは鉄の約6割ほどの重量しかない非常に軽量な金属です。さらに耐久性や大変質性にも優れることから過酷な環境下での使用にも向いています。このような特性をいかし燃費向上が重要で環境にも対応することが求められる飛行機や船舶などの素材としてチタンが広く使用されています。元々は航空機やロケットの船体材料として開発が進められてきたチタンは乗り物への活用が進んでおり自動車やバイク、自転車など我々にとって身近な乗り物にもチタンが使用されているものが増えています。
優れた耐久性はスポーツギアにも生かされています。チタンが最もポピュラーなのはゴルフクラブのヘッドです。かつては木製が主流だったドライバーですが現在では金属製のメタルヘッドがほとんどを占めています。反発性に優れるチタンはクラブヘッドとして理想的な金属材料です。軽量なためスイングスピードを妨げることもありません。
チタンは非常に安定性に優れ外部からの影響で変質することがありません。この特性をいかし医療用の金属材料としても使用されています。人工骨や歯根、ペースメーカーなど人体内に使用する用途には丈夫で健康被害のないチタンは理想的です。

海に近い場所では大変質性に強い金属材料が必要

鉄筋や構造材など建築物には多くの金属材料が使用されています。特に橋などの大型建築物の場合は安全性の観点から金属材料の選定が重要になります。強度的に優れているからといって最適な金属材料とは限りません。特に建設する場所や環境条件によっては強度以上に大変質性が重要になります。
大変質生徒は金属の変質に対する強さです。変質した金属は強度が著しく低下し破損のリスクが激増します。長く使用する大型建築物ではたった一箇所の破損が大事故につながりかねません。安心して利用し続けるためには強度は当然として環境の影響によって変質しない大変質性に優れた金属の使用が求められます。
金属の変質に配慮が求められるのが海辺の建築物です。海に近い立地に建物を建てるときは海風の影響を考慮しなくてはいけません。水分をたっぷり含む海風は金属の劣化を早めます。さらに水分以外にも塩分を含むためいわゆる塩害に対する耐久性も求められます。
たかが海風と軽視してはいけません。海風に含まれる水分と塩分は鉄の大敵で、さらされ続ければあっという間に錆びてボロボロになり崩れ落ちてしまいます。海辺に建つ住宅の多くは海風対策用の水分と塩分に使い金属材料が使用されています。コストは上がりますが大変質性の強い合金なら耐久性は十分です。

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