金属命名規則の理解は、世界の市場をナビゲートし、用途に適した材料を選択するために、エンジニア、購入者、設計者にとって不可欠です。
1 はじめに：金属の言語
金属指定システムは、業界で使用される膨大な種類の金属と合金を識別し分類するための標準化された言語を提供します。これらのコードは、単なるランダムな文字列ではなく、材料の化学組成、機械的特性、加工方法、またはその組み合わせに関する特定の情報を伝えるように構成されています。この言語を理解することは、調達における材料の指定、製造における品質の確保、航空宇宙、建設、医療機器業界全体における重要な用途での安全性の維持に不可欠です。
これらのシステムは、国や標準化団体によって大きく異なり、国際的なサプライチェーンを扱う専門家にとって複雑な状況を作り出しています。アメリカの統一番号システム（UNS）は、中国のGB規格やドイツのDIN規格とは大きく異なります。この多様性にもかかわらず、ほとんどのシステムは、一度理解すれば、埋め込まれた情報が明らかになる論理的なパターンに従っています。このガイドでは、世界の主要な金属指定システムの背後にある主な方法論を解読し、参照されている規格に関係なく、情報に基づいた材料の決定を行えるようにします。
2 金属の基本的な分類
特定の命名規則を掘り下げる前に、金属が分類される幅広いカテゴリーを理解することが不可欠です。これは、金属の指定方法に影響を与えることが多いためです。
鉄系金属と非鉄系金属：最も基本的な区分は、鉄を主成分とする鉄系金属（例：鋼や鋳鉄）と、鉄を主成分としない非鉄系金属（例：アルミニウム、銅、チタン、亜鉛）を区別します。この区別は、指定システムの構造自体に反映されることがよくあります。
純金属と合金：システムはさらに、金属の形態の元素である純金属（例：99.9％アルミニウム）と、少なくとも1つが金属である2つ以上の元素の混合物である合金を区別します。合金の指定は通常、構成元素に関する情報をエンコードするため、より複雑になります。
圧延製品と鋳造製品：多くのシステムでは、製品の形状を示すために異なる接頭辞または接尾辞を使用します。圧延製品（例：シート、バー、チューブ）は機械的に成形されており、溶融金属を金型に注ぎ込んで成形する鋳造製品と比較して、異なる微細構造と特性を持つことがよくあります。
3 主要な国際標準化システム
さまざまな国や地域が独自の標準化団体を開発しており、それぞれが独自の指定哲学を持っています。以下は、世界の貿易とエンジニアリングで最も影響力のあるシステムです。
3.1 アメリカのシステム（SAE/AISI、ASTM、UNS、AMS）
アメリカのシステムは単一の規格ではなく、補完的な指定のエコシステムです。
SAE/AISI鋼の指定：数十年間、自動車技術者協会（SAE）とアメリカ鉄鋼協会（AISI）のシステムは、米国で炭素鋼と合金鋼を指定するための主要な方法でした。これらは通常、最初の2桁が合金ファミリー（例：「10」は炭素鋼、「41」はクロムモリブデン鋼）を示し、最後の2桁が炭素含有量の公称値を100分の1パーセントで表す4桁のコードを使用します。2番目と3番目の数字の間に「B」を挿入すると（例：10B46）、硬化性を向上させるためのホウ素の添加が示されます。
統一番号システム（UNS）：UNSは、異なる番号システム間の混乱を最小限に抑える相互参照データベースを提供するために設立されました。UNS番号は仕様そのものではなく、他の規格の特定の組成にリンクする一意の識別子です。通常、1文字とそれに続く5桁で構成されます（例：炭素鋼の場合はG10400、銅合金の場合はC36000）。文字は金属ファミリーを示します。「G」は炭素鋼と合金鋼、「A」はアルミニウム、「C」は銅、「S」はステンレス鋼、「T」は工具鋼などです。
ASTMおよびAMS指定：アメリカ材料試験協会（ASTM）および航空宇宙材料仕様（AMS）は、厳密な化学式ではなく、材料の特性または用途を参照する記述的なコードをよく使用します。たとえば、「ASTM A36」鋼は、その機械的特性（主に36 ksiの最小降伏強度）によって定義され、「AMS 4911」はチタン合金シート製品の形状を指定します。
3.2 中国国家規格（GB）
中国のGB規格は、中国標準化管理委員会（SAC）によって管理されており、中国語のピンイン文字と数字を使用した体系的なアプローチを採用しています。
鋼：鋼の場合、接頭辞は用途またはプロセスルートを示すことがよくあります。「Q」は、主な指定が降伏強度に基づいている鋼に使用されます。合金構造用鋼は、炭素含有量を示す数字、それに続く主要な合金元素の化学記号とそのパーセンテージで始まる場合があります。
非鉄金属：このシステムは、ベース金属の中国語名から派生したピンイン文字を使用します。
アルミニウムとその合金は「L」（「Lü」から）で指定されます。
銅とその合金は「T」（「Tong」から）を使用します。
その後の文字と数字は、合金の種類、シリーズ、および特定のグレードを指定します。たとえば、「LF」では、「L」はアルミニウムを表し、「F」（「Fang」）は防錆合金であることを示します。鋳造アルミニウム合金は、「Zhu Lü」（鋳造アルミニウム）に「ZL」を使用します。
3.3 ヨーロッパのシステム（DIN、EN）
ドイツのDIN：ドイツ規格協会（DIN）規格は、詳細で記述的な指定で知られています。鋼の場合、システムは、数字が最小引張強度を表す文字と数字の組み合わせをよく使用します（例：引張強度が約420 MPaの鋼の場合はSt42）または化学組成のコード（例：約0.15％Cの炭素鋼の場合はC15E、「E」は浸炭用）。英数字コードは非常に具体的で、合金元素とその概算量を詳述しています。
欧州規格（EN）：ENシステムは、欧州連合内の多くの国内規格に取って代わり、調和を目指しています。これは、米国のUNSシステムと同様の原則を採用することが多く、DINのような古い国内規格を組み込み、相互参照するスーパーセットとして機能します。EN規格には独自の番号体系がありますが、明確にするために、従来の指定へのリンクを維持することがよくあります。
3.4 日本工業規格（JIS）
日本工業規格（JIS）システムは、材料カテゴリーを示すために1つまたは2つの文字をよく使用し、その後に数字が続きます。鋼の場合、接頭辞「S」は「Steel」を示します。これに、特定のタイプを示す追加の文字が続きます。「S-C」は構造用炭素鋼、「S-K」は炭素工具鋼、「SUS」はステンレス鋼、「SUH」は耐熱鋼です。その後に続く数字は、通常、引張強度、シリアル番号、またはステンレス鋼の場合は、AISIタイプに対応します（例：SUS304はAISI 304とほぼ同等です）。
3.5 国際標準化機構（ISO）
国際標準化機構（ISO）は、世界的に調和のとれた規格を作成することを目指しています。その指定は、主要な国内システム間のギャップを埋めることを目指すことがよくあります。たとえば、鋼の場合、ISO 683シリーズは、化学組成と熱処理に基づいたシステムを使用しており、論理的ですが、参照表なしでは必ずしも直感的ではない指定があります。ISOシステムの強みは、国際契約および技術文書のニュートラルな参照点としての役割にあります。
4 特定の材料カテゴリーの解読
指定システムの論理は、特定の材料ファミリーに適用するとより明確になります。
4.1 鋼および鉄系合金
鋼の命名規則は最も多様であり、組成、機械的特性、および用途に関する情報を組み合わせることがよくあります。
| 接頭辞/記号 | 標準システム | 一般的な意味/用途 |
| 10XX、41XXなど | SAE/AISI | 最初の2桁が合金シリーズを示し、最後の2桁が炭素含有量を示す4桁のコード。 |
| Q + 降伏強度 | GB（中国） | 主な指定が降伏強度に基づいている鋼（例：Q235は235 MPaの降伏強度を持つ）。 |
| S + 文字 | JIS（日本） | 鋼の「S」、それに続くカテゴリーの文字（例：「S-C」は構造用炭素鋼）。 |
| St + 数字 | DIN（ドイツ） | 「Stahl」（鋼）のSt、数字は最小引張強度を示す（例：St42）。 |
| G | UNS（USA） | UNSシステムにおける炭素鋼および合金鋼の文字接頭辞。 |
| AISI 304 / SUS304 | AISI（USA）/ JIS（日本） | 一般的なステンレス鋼グレード。「300シリーズ」はオーステナイト構造を示します。 |
ステンレス鋼：ほとんどのシステムは、ステンレス鋼をオーステナイト（200および300シリーズ）、フェライト（400シリーズ）、マルテンサイト（400シリーズ）などのファミリーに分類します。広く使用されているAISI 3桁システム（例：304、316）は、JIS（SUS304として）などの他の多くの国内規格で直接的または間接的に参照されています。
工具鋼：これらは、用途と合金含有量によって指定されることがよくあります。AISIシステムは、「A」は空冷、 「O」は油焼入れ、 「W」は水焼入れ、 「H」は熱間工具鋼などの文字を使用し、その後にシーケンス番号が続きます。
4.2 アルミニウムおよびアルミニウム合金
アルミニウムの指定は、アルミニウム協会が開発した4桁のシステムによって主に管理されており、米国UNSを含む幅広い範囲で採用されており、他の国際規格の基礎となっています。
圧延合金：
1xxxシリーズ：99.00％以上のアルミニウム（例：1050、1100）。
2xxxシリーズ：銅が主合金元素（例：2024、航空機で使用）。
3xxxシリーズ：マンガンが主合金元素（例：3003、汎用）。
4xxxシリーズ：ケイ素が主合金元素（例：4043、溶接ワイヤに使用）。
5xxxシリーズ：マグネシウムが主合金元素（例：5052、5083、海洋用途）。
6xxxシリーズ：マグネシウムとケイ素（Mg2Siの形成用）。熱処理可能（例：6061、6063、押出成形用）。
7xxxシリーズ：亜鉛が主合金元素（例：7075、高強度航空宇宙合金）。
鋳造合金：同様の3桁システムに小数点以下を追加して使用（例：356.0、A380.0）。最初の数字は合金グループを示します。
焼入れ記号：アルミニウム指定の重要な部分である焼入れは、材料の状態を示します。合金番号の後にハイフンで区切って続きます（例：6061-T6）。一般的な焼入れには、焼鈍の「O」、製造時の「F」、ひずみ硬化の「H」、熱処理の「T」が含まれます。
4.3 銅および銅合金
銅合金は、主にUNSシステムを使用して指定されており、主要な合金元素によってグループ化されています。
銅（C1xxxx）：高導電率の非合金銅。
高銅合金（C16xxx-C19xxx）：他の元素を少量添加した合金。
真鍮（C2xxxx〜C4xxxx）：銅と亜鉛の合金。UNS番号は、「カートリッジ真鍮」（C26000）または「海軍真鍮」（C46400）のような、より馴染みのある古い名前に関連することがよくあります。
ブロンズ（C5xxxx〜C6xxxx）：歴史的には銅-スズ合金ですが、現在では、亜鉛以外の元素を主合金とする銅合金（アルミニウムブロンズ（C6xxxx）、シリコンブロンズ（C64xxx）、リン青銅（C5xxxx）など）を広く包含しています。
銅ニッケル（C7xxxx）：優れた耐食性で知られる銅とニッケルの合金（例：C71500）。
5 実用的なアプリケーションとクロススタンダードの使用
さまざまな国際規格間のナビゲートは、一般的な課題です。
相互参照表とハンドブックの使用：図面または仕様で、見慣れない規格の下で材料が要求されている場合、最初のステップは、信頼できる相互参照表またはハンドブックを参照することです。これらのリソースは、異なる規格間で同等または類似のグレードをリストしています。「同等」は必ずしも「同一」を意味するわけではないことを理解することが重要です。許可される不純物レベルまたは処理要件には、微妙ですが重要な違いがある可能性があります。
材料の選択と代替に関する重要な考慮事項：相互参照表からの化学組成の一致のみに基づいて材料を代替することは危険な場合があります。包括的な評価では、以下を考慮する必要があります。
機械的特性要件：代替品が、指定されたすべての強度、延性、および靭性の値を満たしていることを確認します。
熱処理応答：異なる処理ルートは、異なる微細構造と性能につながる可能性があります。
耐食性：組成のわずかな違いは、腐食挙動に大きな影響を与える可能性があります。
溶接性と成形性：これらの処理特性は、基本的なグレード指定では必ずしも完全に捉えられていません。
適用可能な仕様と認証：規制産業（航空宇宙、医療、原子力）では、材料は多くの場合、単に「類似」するものではなく、特定の規格に準拠して調達および認証される必要があります。
