鉄系および非鉄金属、ならびにそれらの合金の種類が極めて多いため、金属の仕様を単一かつ統一的な方法で体系化することは困難です。実際には、金属の仕様は多くの場合、規格によって定義されていますが、各規格は金属製品、納入条件、および材料特性について、それぞれ独自の方法で規定している場合があります。
世界中の材料は、一般的に化学組成や機械的特性によって分類され、場合によっては平板製品、棒材、パイプなどの供給形態によって分類されることもあります。ほとんどの金属規格は、一行の文章に要約できないほど複雑な文書であるということを念頭に置いておくことが重要です。以下のセクションでは、現在使用されている主要な規格体系について概説します。
表1. 金属の仕様書に通常含まれる情報
仕様要素
目的
例
材料記号
材料または合金を特定する
ASTM A240、EN 10088
化学組成
許容される合金元素および組成の限界を規定する
クロム、ニッケル、炭素含有量
機械的特性
最低性能要件を規定
引張強度、降伏強度、硬度
製品形態
供給される製品を特定する
板、シート、棒、パイプ、線材
納入状態
要求される供給状態を定義する
焼なまし、正規化、焼入れ・焼き戻し、冷間加工
加工要件
該当する場合、製造または熱処理の要件を指定する
熱処理、鍛造、圧延、溶接の要件など
検査および試験
検証および受入方法を定義する
引張試験、化学分析、硬度試験
米国において、最も広く採用されている金属規格は、ASTMが公表しているものです。これらの規格は、金属製品の製造業者、加工業者、および使用者による合意に基づいて策定されたものです。
多くのASTM規格は、ほとんど変更を加えることなく、あるいは全く変更を加えることなく、米国機械学会(ASME)に採用されています。 ASMEはASTMの規格記号に接頭辞「S」を付加するため、例えばASME SA 249とASTM A 249は同一の規格となります。同様に、SAEも棒材、線材、その他の製品の特性を定義する際に、しばしばASTM規格を参照しています。
ユーロノーム(略称:EN)は、欧州各国で共通して採用されている調和規格制度です。 ENは欧州全域で受け入れられ、効果的に活用されていますが、多くの文書には依然として、旧来の各国規格に基づく金属の仕様が記載されています。こうした「旧規格」には、ドイツのDIN、英国のBS、フランスのAFNOR、イタリアのUNIなどが含まれますが、これらはすべて実務上、依然として重要な役割を果たしています。
日本のJIS規格は、東京にある日本工業規格委員会(JISC)によって策定されています。これは十分に整備された制度であり、韓国、中国、台湾などのアジア・太平洋地域の他の各国の金属規格制度の基礎として頻繁に活用されてきました。
その他、広く用いられている金属規格としては、国際標準化機構(ISO)が策定した規格や、ロシアのGOSTなどが挙げられる。GOSTは、実際には独立国家共同体(CIS)全域において事実上の標準となっている。
仕様書は、材料の化学的性質からその性能の測定・管理方法に至るまで、あらゆる要素を網羅しているため、全体像の一部しか伝えていません。当シリーズの「Metal」の残りの記事では、そうしたより広い文脈を取り上げています。「Metal Composition」では、仕様書で制限が設けられている化学組成について解説し、「Metal Properties」では、それらの文書が保証することを目的としている機械的・物理的挙動について考察します。 「金属グレード」では、その結果として得られる材料がどのようにファミリー別に分類されるかを示し、「金属規格」では一歩引いた視点から、仕様書が機能するより広範な枠組みについて解説しています。この区別を明確にしておくことは非常に重要です。指定された材料と他の場所にある同等の材料を照合する必要がある場合、「金属の等価物と相互参照」では、その比較がどのように行われるかを順を追って説明しています。
金属規格は、金属およびその合金の製品、納入条件、ならびに特性を規定するものである。これらは、化学組成、機械的特性、あるいは納入形態に基づいて材料を分類するための一貫した基準を提供し、生産者、加工業者、およびユーザーが共有する基準として機能する。
多くのASME規格は、ほとんど、あるいはまったく変更を加えずに採用されたASTM規格です。ASMEは単にASTMの規格番号に接頭辞「S」を付加しているだけであるため、ASME SA 249とASTM A 249は同一の規格を指します。
いいえ。ユーロノーム(EN)は欧州の統一規格であり、欧州全域で使用されていますが、ドイツのDIN、英国のBS、フランスのAFNOR、イタリアのUNIといった従来の各国規格も、多くの既存の文書に依然として記載されており、その重要性は失われていません。
日本工業規格委員会によって策定されたJIS体系は、綿密に構築されており、韓国、中国、台湾の規格をはじめ、アジア太平洋地域の他の各国の規格体系の基礎としてしばしば採用されてきた。
最も広く利用されている国際規格は、国際標準化機構(ISO)が策定したものです。また、ロシアのGOST規格も重要な位置を占めており、独立国家共同体(CIS)全域において事実上の標準として機能しています。