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'''鋼'''（はがね、こう、釼は異体字）とは、[[鉄]]の持つ性能（[[強度]]、[[磁性]]、[[耐熱性]]など）を高めた鉄[[合金]]を指す。

一般に鋼とは、0.3%～2%の[[炭素]]を含んだ鉄合金の総称であるが、0.3%以下の炭素量でも、[[ステンレス]]や[[耐熱鋼]]などは鋼として扱われる。軟鉄や鋳鉄とあわせて[[鉄鋼]]（てっこう）とも呼ばれ、鋼でできた材料を鋼材、板状のものを[[鋼板]]と呼ぶ。日本語の「はがね」の由来は「刃金」である。20世紀後半には多くの新材料が発達したが、鋼は依然として産業上重要な位置を占めている。

== 定義 ==
=== 語源 ===
鋼（はがね）の語源は、[[刃物]]に用いる[[金属]]を意味する{{ルビ|刃金|はがね}}である。

かつて鋼とは焼入れによって硬化する鉄合金をさし、[[鉄器時代]]以来、[[鍛造]]や[[鍛接]]によって刃物類が製作されてきた。
ここを原点にさまざまな鉄合金が発達し、そのつど鋼の定義は拡大解釈されて現在に至っている。
現在では刃物専用以外でも、[[精錬]]技術によって造られた鉄鋼材全般を{{ルビ|鋼|はがね}}・{{ルビ|鋼鉄|こうてつ}}と呼び、[[錬鉄]]・[[鋳鉄]]などを含めることがある。

鉄鋼はドイツ語の「{{lang|de|Eisen und Stahl}}」の訳が語源とされているが、日本で最初に「鉄鋼」という呼び名が使われたのは雲伯鉄鋼[[合資会社]]（現・[[日立金属]]安来工場）の社名が原点とされている{{要出典|date=2009年4月}}。雲伯鉄鋼合資会社による鉄鋼製品の源流は「[[踏鞴製鉄|たたら製鉄]]」であるが、ここでいう「鉄鋼」とは[[特許|新案特許]]「製鋼法」（[[明治]]39年（[[1907年]]）取得）からなる錬鉄をさし、新[[特許法]]の錬鉄（伊部式包丁鉄と言う）が出発となる。


===金属学からの定義===
[[ファイル:Diag phase fer carbone1.PNG|thumb|380px|Fe-C[[状態図]]<br />炭素量と温度により、鉄はさまざまな組織となる。]]
現在の[[金属学]]からの定義は、Fe-C系2元合金において、[[炭素|C]]含有量が0.0218 - 2.14%の範囲にある部位である。言い換えると、[[フェライト相|フェライト]]のC最大[[固溶体|固溶]]量・0.0218%から[[オーステナイト]]のC最大固溶量・2.14%までの範囲の部位とも定義できる。

なお、Fe-C系2元合金において、C含有量が0.0218%以下の部位を[[鉄]]と呼び、2.14[mass%]以上の部位を[[鋳鉄]]と呼ぶ。

{{See also|セメンタイト|パーライト}}

==製鋼法==
鋼の生産は、先ず[[赤鉄鉱]]や[[磁鉄鉱]]など[[採掘]]された[[酸化鉄]]である[[鉄鉱石]]を[[高炉]]で[[還元]]させて[[銑鉄]]を得る。縦長の高炉上部から、鉄鉱石・[[コークス]]・[[石灰石]]を投入し、下部から熱ガスと空気を送り込んで800℃以上を維持するよう燃焼させる。これにより、コークスから発生する[[一酸化炭素]]が酸化鉄を還元させる。この工程は高炉の耐久性限界まで連続して行うのが通例である<ref name="osawa2-3.2">[[#大澤|大澤p.83-86 Ⅱ.金属の材料 3.鉄鋼 3.2.転炉と平炉]]</ref>。

これにより銑鉄が得られるが、次に未だ多く含まれる炭素など不純物を取り除く[[製鋼]]工程に進む。ここでは、[[珪素]]、[[リン]]、[[硫黄]]などを除去し、[[炭素]]の含有率を0.5 - 1.7%程度に調整する。この方法には[[転炉]]と[[平炉]]がある<ref name="osawa2-3.2" />。

転炉（転炉製鋼法）は1856年に[[イギリス]]の発明家[[ヘンリー・ベッセマー]]が開発し、彼の名を取って[[ベッセマー法]]と名づけられた技術は初めて鉄鋼の大量生産を可能とした。[[珪石]]製[[煉瓦]]を内部に張った炉に銑鉄を入れ加熱空気を送る。これにより不純物や余分な炭素を燃焼させて酸化し除去する。この方法によって20トンの製鉄を30分以下で行うことが可能となった。当初の技術ではリンの除去は不可能だったが、1887年に[[シドニー・ギルクリスト・トーマス]]が[[白雲石]]粉末を裏張りした転炉を用いる方法を開発し、リンを[[リン酸カルシウム]]の[[溶滓]]（ようさい）として取り出すことが可能となった。この溶滓は[[肥料]]に転用された。現在は、1946年に[[オーストリア]]で開発された空気の代わりに[[酸素]]を用いるLD転炉法が主流となっている<ref name="osawa2-3.2" />。

平炉は[[反射炉]]の一種で、シーメンス・マルタン法と呼ばれる。鉄鉱石と屑鉄（[[スクラップ]]）を混合し加熱して不純物を酸化・除去し適度の炭素を残す。加熱には電気アークが用いられる<ref name="osawa2-3.2" />。

このほかにスクラップを用いる[[電気炉]]生産方式（電気炉製鋼法）がある。[[日本]]での生産割合は、転炉製鋼法が約75%、電気炉製鋼法が約25%である。
日本古来の製鋼法を「たたら吹き」と呼び、日本刀の原料、玉鋼を極少量であるが非営利目的で製造している。

==鋼の種類==
鋼の特長は、まず鉄に軽微な合金化を行うことにより[[強靭]]な固体材料を生成できること、資源が豊富であり比較的酸素との親和性が低いため安価に精錬ができることにあり、別元素との固溶限が大きく合金化しやすいため多様な鋼種が開発されてきた。

[[ケイ素]] (Si) を添加した電磁鋼、[[ニッケル]] (Ni) や[[マンガン]] (Mn) を添加した非磁性鋼、[[クロム]] (Cr) や[[ニッケル]] (Ni) を添加した[[ステンレス鋼]]など、さらに[[工具鋼]]、[[高速度鋼]]など、さまざまな用途に適した鋼種がある。

鉄鋼材料は各観点からいろいろな名前で呼ばれ、分類法によっては同じものが別の名前で呼ばれることがある。
鋼はその用途ごとに鋼種の改良が進んできたため、例えばJISの分類も、[[銅]]などの合金が比較的成分の系列にしたがって命名されているのに比べ、用途や製法、強度区分、炭素量を示すものなどがあり、解りにくいものになっている。

例えばS45Cという鋼種は[[炭素]]量0.45%の鋼をいい、SUJ（軸受鋼）は、[[ボールベアリング]]の内外輪に使われる鋼種であるということを示す。

さらに、各国の規格において鋼種の呼称が異なっている。例えば
*S45C ([[日本工業規格|JIS]])、1045、([[SAE]]/[[AISI]])、C45 ([[ドイツ工業規格|DIN]])
*SKH10 (JIS)、T15 (AISI/[[ASTM]])、S12-1-4-5 (DIN) である。

===成分からの分類===
鉄鋼には様々な種類が存在する。ここに代表的なものを列挙する。
*[[炭素鋼]]（普通鋼）
*[[合金鋼]]（特殊鋼）
*[[ニッケルクロム鋼]]
*[[ニッケルクロムモリブデン鋼]]
*[[クロム鋼]]
*[[クロムモリブデン鋼]]
*[[マンガン鋼]]

炭素鋼と合金鋼は、成分からの分類では、以下のようにさらに細かく分類できる。
*炭素鋼（JIS記号:S○○C）
**低炭素鋼（炭素含有量が約0.3%以下）
**中炭素鋼（炭素含有量が約0.3 - 0.7%）
**高炭素鋼（炭素含有量が約0.7%以上）
また、
*極軟鋼
*軟鋼
*半軟鋼
*硬鋼
*最硬鋼
という分類もある。
*合金鋼
**低合金鋼
**中合金鋼
**高合金鋼

また、炭素鋼は、組成（標準組織）や[[炭素]]濃度の上から以下のように分類できる。
*[[共析鋼]]
**[[パーライト]]のみからなり、炭素濃度は0.77%。
*[[亜共析鋼]]
**初析[[フェライト相|フェライト]]とパーライトからなり、炭素濃度は0.02% - 0.77%。
*[[過共析鋼]]
**初析[[セメンタイト]]とパーライトからなり、炭素濃度は0.77% - 2.11%。

=== 性質からの分類 ===
*[[ステンレス鋼]]
*[[マンガン]]鋼
*[[電磁鋼]]
*[[耐候性鋼]]
*[[工具鋼]]
*[[耐海水鋼]]
*[[耐サワー鋼]]
*[[耐火鋼]]
*[[耐熱鋼]]
*[[低温用鋼]]
*[[非磁性鋼]]
*[[非磁効性鋼]]
*[[快削鋼]]
*[[窒化]]鋼
*[[肌焼鋼]]
*[[強靭鋼]]

===用途からの分類===
[[日本工業規格|JIS規格]]ではこの分類法が用いられている。
*[[一般構造用鋼]]
*[[建築用構造用鋼]]
*[[自動車用鋼板]]
*[[配管用鋼管]]
*[[油井用鋼管]] 
*[[刃物鋼]]
*[[工具鋼]] 
**[[炭素工具鋼]]
**[[ダイス鋼]]（昔の分類に存在し、現在でも多用される）
**[[高速度工具鋼]]（ハイス）
**[[合金工具鋼]]
*[[ばね鋼]]
*[[軸受鋼]]
*[[ピアノ線]]

===形状からの分類===
*[[条鋼]]
**[[軌条]]
**[[形鋼]]
**[[棒鋼]]　
**[[線材]]
*[[鋼板]]
**薄板（厚さ3mm未満のもの）
**中板（厚さ3mm以上、6mm未満のもの）
**厚板（厚さ6mm以上、150mm未満のもの）
**極厚板（厚さ150mm以上のもの）
*[[鋼管]]

==加工法==
*[[焼きなまし]]
*[[焼きならし]]
*[[焼入れ]]
*[[焼き戻し]]

==表面硬化処理及び表面処理==
*[[ボロナイジング]]
*[[窒化処理]]
*[[浸硫処理]]

==世界の主要鉄鋼メーカー==
主要な鉄鋼メーカーを、[[粗鋼]]<!--crude steel-->生産量順（2012年）に並べた。
* [[アルセロール・ミッタル]]（{{LUX}}）
* [[新日鐵住金]]（{{JPN}}）
* [[河北鋼鉄集団]]（{{CHN}}）
* [[宝鋼集団]]（{{CHN}}）
* [[ポスコ]]（{{KOR}}）
* [[武漢鋼鉄]]（{{CHN}}）
* [[江蘇沙鋼集団]]（{{CHN}}）
* [[首鋼集団]]（{{CHN}}）
* [[JFEスチール]]（{{JPN}}）
* [[鞍山鋼鉄集団]]（{{CHN}}）

==参考文献==
*　大澤直 『金属のおはなし』 日本規格協会、2008（初刷2006）、第一版第四刷。ISBN 4-542-90275-6。
* 『日本の鉄鋼業』（[[日本鉄鋼連盟]]、2013年）

==脚注==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

==関連項目==
*[[産業の米]]
*[[鋳鋼]]
* [[鉄]] - 鉄の概要や[[歴史]]など。
* [[製鉄所]]
* [[日本鉄鋼連盟]] - 日本の鉄鋼業の業界団体。
* [[産業技術短期大学]] - 日本の鉄鋼業界（日本鉄鋼連盟）が設立した大学。

==外部リンク==
*[http://www.hitachi-metals.co.jp/tatara/index.htm 日立金属「たたらの話」]
*[http://www.isij.or.jp/ 社団法人 日本鉄鋼協会 (ISIJ)]
*[http://www.jisf.or.jp/ 社団法人 日本鉄鋼連盟 (JISF)]
*[http://www.jssc.or.jp/ 社団法人 日本鋼構造協会 (JSSC)]
*[http://www.nims.go.jp/jpn/news/press/press236.html 低温でもしなやかで強い鉄、超微細結晶粒鋼の靭性の逆温度依存性を発見]、 2008年5月23日、[[物質・材料研究機構]]

{{Wikipedia/Ja}}
{{デフォルトソート:はかね こう}}
[[Category:鋼|*]]