鉄金属と非鉄金属の違い：徹底的な調査 

金属と合金は、化学組成によって鉄金属と非鉄金属に分けられます。この2つのカテゴリにはどのような違いがあるのでしょうか？この記事では、鉄金属と非鉄金属の違いについて詳しく見ていきましょう。

図1：鉄金属と非鉄金属

鉄金属：簡単な紹介

「鉄（Ferrous）」はラテン語の「Ferrum」に由来し、「鉄」を意味します。つまり、簡単に言えば、鉄を含む金属は鉄系金属と呼ばれます。鋼鉄は私たちの身の回りで最もよく見られる鉄系金属です。 

すべての鉄系金属および合金は、鉄と同じ特性を備えています。優れた強度、耐熱性、磁性、耐久性などが挙げられます。鉄系金属の優れた特性は、構造用途や産業用途において理想的な選択肢となっています。 

幸いなことに、鉄合金の硬度、延性、その他の特性は制御可能です。銅、炭素、クロム、マグネシウムなどの他の材料を加えることで、その特性を劇的に変化させることができます。

鉄系金属にも欠点はいくつかあります。錆び、硬さ、そして望ましくない破損などが挙げられます。しかし、適切な材料組成を持つ鉄系合金を賢く選ぶことで、これらの欠点に対処することができます。

図2: 鉄金属 

非鉄金属：概要 

アルミニウム、銀、鉛など、鉄を微量しか含まない金属や合金は非鉄金属と呼ばれます。鉄の不足は非鉄金属の全体的な特性に影響を与えます。 

例えば、これらの金属は非磁性で強度が低いですが、非鉄金属は延性に優れ、耐食性も優れています。 

非鉄金属に鉄を加えると、鉄金属リストとして登場するのだろうか、という疑問がよく生じます。 

いいえ、そうはなりません。鉄金属となるには、その金属に含まれる鉄の量が他のすべての金属よりも多くなければなりません。したがって、非鉄金属に鉄を加えても、鉄の割合は依然としてごくわずかです。鉄のような性質は全く得られません。

図3: 非鉄金属 

鉄鋼材料と非鉄金属の違い

これで、鉄金属と非鉄金属の基本的な違いが分かりました。それでは、鉄金属と非鉄金属の特性を比較してみましょう。

1. 耐錆性

金属は空気や湿気にさらされると腐食する傾向があります。鉄金属と非鉄金属を比較すると、鉄金属は耐錆性が非常に低いのに対し、非鉄金属のほとんどは元々非常に耐腐食性に優れています。 

鉄含有量が多いことが、鉄系金属が錆びやすい主な原因です。鉄は水分中の酸素と容易に反応し、酸化鉄（III）を生成します。これを防ぐため、鉄系合金には銅などの他の材料が添加され、耐食性が向上します。

2. 磁気特性

鉄金属は本来磁性を持つため、電気製品の製造に広く使用されています。一方、非鉄金属はすべて、鉄の含有量がごくわずかであるため、非磁性です。 

3. 重量の考慮

鉄金属と非鉄金属を重量で比較することはできません。重量は金属の種類ではなく、個々の金属に直接関連しているためです。 

しかし、一般的に見られる非鉄金属と鉄金属を比較すると、どの材料の密度が高く、どの材料の密度が低いかについて結論を導き出すことができます。

しかし、一般的に、鋼鉄などの一般的な鉄金属は密度が高く、重量も重いです。一方、銅、真鍮、アルミニウムなどの一般的な非鉄金属は、やや軽量です。

図4：鉄金属と非鉄金属の違い 

4. 市場レート

鉄金属と非鉄金属の価格を比較するのは非常に困難です。一般的に、それぞれの金属の価値は、その重要性、用途、そして世界における存在量によって決まります。 

とにかく、通常、アルミニウム、銅、金などの非鉄金属は、鉄や鋼などの鉄金属よりも何倍も高価です。

5. 金属の強度

一見すると、鉄金属は非鉄金属よりも強度が高いように見えるかもしれません。しかし、必ずしもそうではありません。材料の強度は、その化学組成にのみ依存します。 

例えば、非鉄金属であるチタンは、鋼鉄などの鉄金属の何倍もの強度を持っています。逆に、軟鋼やステンレス鋼は銅や銀よりも強度があります。 

6. 導電性 

非鉄金属、特に銅とアルミニウムは、鉄金属よりも熱伝導性と電気伝導性に優れています。非鉄金属は不純物が少なく、結晶構造が均一であるため、電子移動度が優れています。 

一方、鉄が存在すると磁気干渉などの妨害が発生し、導電性が低下します。

図5: 鉄金属と非鉄金属の違い 

7. 金属のリサイクル

どうやら、非鉄金属のリサイクルは鉄金属のリサイクルよりも簡単なようです。 

非鉄金属は耐食性が高いため、リサイクルが容易です。一方、鉄金属は鉄を多く含み、錆びやすいため、リサイクルには時間とエネルギーを大量に消費します。

鉄金属のリサイクルプロセスには、金属の溶解と洗浄が含まれます。その後、溶融物は固体ブロックに固化されます。一方、非鉄金属では、このような長時間の精製段階は必要ありません。

8. 金属加工 

ご存知の通り、非鉄金属は延性と展性に優れています。そのため、切断、曲げ、成形、機械加工がスムーズに行えます。 

一方、鉄金属は硬度が高いため、製造工程で割れが発生しやすくなります。 

しかし、接合作業に関しては、炭素鋼や軟鋼などの鉄系金属の方が性能が優れています。一方、アルミニウムなどの非鉄金属を溶接するには、特別な技術と機械が必要です。 

9. 金属の寿命

一般的に、鉄金属は腐食しやすいため寿命が短くなります。しかし、コーティングや適切な表面処理を施すことで寿命を延ばすことができます。一方、非鉄金属は高湿度にも耐えられるため、当然ながら長寿命です。

図6: 鉄金属と非鉄金属の違い

10. 金属の用途 

鉄系金属および合金は重くて強度が高いため、建設業や機械産業に広く使用されています。 

非鉄金属は軽量で導電性があり、成形性に優れているため、電子機器、航空宇宙、消費財などの産業で使用されています。

最後の言葉

鉄金属と非鉄金属は、それぞれの特性を考慮した上で、特定の用途に活用されます。Tulingは、鉄鋼製品と非鉄金属製品を製造するための機械と技術を備えています。製品設計、コンサルティング、製造ソリューションをお探しの方は、ぜひお問い合わせください。