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トップページ > 金物教室 > 金属の性質について

 1.金物で使用するおもな材料 

金属の性質について 

「モース硬さ」ってご存じですか?
下表中にある「モース硬さ」というのは物同士をぶつけ合って
その破損の度合いにより硬さを判定する方法で
次のような物差しになっています。

10.
ダイヤモンド
9.
コランダム
8.
トパーズ
7.
石英
6.
生長石
5.
燐灰石
4.
ほたる石
3.
方解石
2.
石膏
1.
滑石
    

金属は「硬い」というのが常識のようですが
はたしてそうでしょうか?


(イ) 金属元素の物理的性質

元素名
記号 比重(20゜C) 融点(゜C) モース硬さ
亜鉛 Zn 7.1 420 2.5
アルミニウム Al 2.7 660 2.9
アンチモン Sb 6.6 631 3.0
Au 19.3 1063 2.5
Ag 10.5 961 2.7
クロム Cr 7.2 1875 9.0
コバルト Co 8.9 1495 5.5
すず Sn 7.3 232 1.8
タングステン 19.3 3410 6.5―7.5
チタン Ti 4.5 1668
Fe 7.9 1540 4.5
Cu 9.0 1083 3.0
Pb 11.4 327 1.5
ニッケル Ni 8.9 1435 3.5
白金 Pt 21.5 1774 4.3
マグネシウム Mg 1.7 650 2.0
マンガン Mn 7.4 1245 5.0
モリブデン Mo 10.2 2610



 

(ロ) 合金について

金属材料として実用されているものは、ほとんどが「合金」である

 純金属は一般に軟らか過ぎたり脆かったりするため、そのままでは実用に供することができません。そこで実際には、純金属の欠点を改善するために母体金属に他の金属などを溶かし合わせて「合金」とし、使用しています。 金物によく用いる材料である鋼は、鉄に炭素を加えた「鉄合金」ということになります。
真鍮は銅に亜鉛を加えた「銅合金」、その他、アルミニウム合金、亜鉛合金、といったぐあいになります。

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「合金とかけて何ととく」
「毛利元就の三本の矢の話ととく」
「そのこころは・・・」


(ハ) 金属の性質とその利用方法

金属は塑性が大きいため、いろいろな加工ができる。

 針金は思いのままに曲げて自由な形に変形させることができます。こういう性質を塑性といいます。岩や石は一定の力が加えられると変形しないで砕けてしまいます。木材は折れてしまします。ところが金属は塑性が大きいためいろいろな加工ができます。ご存じの「プレス」、板などを造る「圧延」、コインや刀などを造る「鍛造」、ネジを造る「転造」、サッシなどをつくる「押出し」などはこの塑性を利用した代表的な加工方法です。

金は、延ばすと10万分の1mmの薄さまでのびる!

塑性変形の1種で、薄く広くあるいは細く長く延ばしても、ちぎれたり破れたりしない性質を展延性といいます。展延性の大きい金属には金、銀、銅、アルミニウムなどがありますが、なんといってもチャンピオンは金で、箔にすると10万分の1mmまでの薄さに延ばせるそうです。

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鼻息でも飛ぶ金箔

金属の弾性を利用したのがバネ

スポンジのように力を加えると変形し、力を抜くと元の状態に戻る性質を弾性といいます。この性質を利用した代表品がバネです。

金属は加熱すると液状になる!

金属は加熱すると溶けて液状になり、常温になると固まって固体になるという性質があります。この性質を利用した加工方法が鋳造で、複雑な形状の成形に適しています。





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