SS400、S45C、SUS304、A5052 - 機械設計者の材質選定ディシジョンツリー

材質選定はJIS規格番号（炭素鋼 JIS G 4051、SCM鋼 JIS G 4053、SUS鋼 JIS G 4303、アルミ JIS H 4040）と各鉄鋼メーカーの材料データシートを照らし合わせて決めるのが基本だ。材質を決める前に、その部品が何に耐えるかを書き出す——腐食環境か、強度か、被削性か、コストか。これを順に潰していけば材質は自動的に決まる。

Step 1：腐食環境か？

水・薬品・食品接触・海岸地域があれば炭素鋼は除外：

• 一般耐食：SUS304（JIS G 4303）。Cr 18% Ni 8%、引張強度 520 MPa
• 塩素環境（海水・洗浄ライン）：SUS316L。Mo 2%添加。半導体装置の純水ライン定番
• 軽量＋耐食：A5052（JIS H 4000）。船舶・食品分野で多用。230 MPa

Step 2：強度・硬度が必要か？

• 中強度（500〜700 MPa）：S45C調質。軸・歯車・ピン。MRO系の汎用流通で丸棒・加工品の在庫が豊富。
• 高強度（800〜1000 MPa）：SCM440調質。建設機械部品の主力材。
• 高硬度（HRC 58〜62）：SK3（JIS G 4401）、SKD11（JIS G 4404）真空熱処理。金型・ダイ・パンチ。

Step 3：被削性は重要か？

• 快削鋼 SUM24L：Pb添加で被削性最大化。ただし溶接不可。
• SUS303：SUS304の快削版（S添加）。耐食性は304より落ちる。
• A6061-T6：アルミ合金で被削性・強度バランス最良。治具・フィクスチャーに最適。

Step 4：コスト制約は？

• SS400（JIS G 3101）：最安・入手容易。引張強度 400 MPa。溶接性◎。構造フレーム定番。
• SPHC（熱延薄板）/SPCC（冷延薄板）：板金用。SPCCは表面美麗で塗装向き。

まとめ：ディシジョンツリー

• 腐食 → SUS304（塩素 → 316L）
• 軽量 → A5052（強度 → A6061-T6）
• 熱処理 → S45C（高荷重 → SCM440）
• 耐摩耗 → SKD11（コスト↓ → SK3）
• 汎用構造 → SS400
• 大量切削 → SUM24L（耐食必要 → SUS303）