鉄とステンレスではどちらの方が強度が高いのでしょうか？

Question

今乗っている古いバイクに使用されている、いたるところのボルトやネジがサビたり劣化しており、少しの力でねじ切れてしまったりと困っています。

そこでネジやボルト等を全てホームセンター等で売っているステンレスの物に変えようかなと思っているのですが、強度がもし鉄の方があるのであればサビは仕方ないものとして、鉄製のネジ・ボルトの方がいいかなとも思っています。

そもそもなぜ鉄製のネジ・ボルトが使われているのでしょうか？やっぱり鉄の方が強度が高いからですか？

ultraCS · Accepted Answer

鉄とステンレスというようなシンプルな分け方が出来るものではないのですが
ホームセンターで販売しているような軟鋼のネジとステンレスのネジ、どちらが強度があるかは一概にはいえないです(錆びないのはステンですが)。

鋼も炭素含有量や熱処理によって様々な物性を示します。JIS規格のボルト用鋼材でも強度的に倍半分の関係になる場合もあります。、
http://www.yds-hp.co.jp/kisotishiki.htm

ステンレス鋼にもいろいろな種類があります。
http://www.megaegg.ne.jp/~o-isi/tokusei-teire.htm

基本的には当初付いていた材質のネジを使うに越したことはありません。これらのネジは耐久性、強度、コストのバランスを取ったもので、部位に割っては消耗品に近い考えのものもあります。

少なくとも、指定トルクがあって、トルクレンチで締めるような箇所であれば、最初についていた材質のネジを使わないと重大なトラブルの元になる危険があります。

debukuro · Answer

ステンレスは柔らかく伸びやすいのです
ステンレスが堅いというのは加工硬化で表面が堅くなるので堅いものだと思い込む人が多いのです
機械的強度に劣るので機械部品としては特殊な部分に使われる程度です
さらに困ったことにゴミを噛み込むと締まりも弛みもしなくなるのです
機械用のステンレス鋼は13クローム鋼があります
美観は劣りますが狂いがないのでノギスの嘴やマイクロメーターのアンビルに使われます

akadonta · Answer

既出回答にもありますが、鉄といってもほぼ純粋な鉄から合金鋼まで様々あります。
また、ステンレスも耐食性を重視したものから機械的性質を重視したものまで様々です。

鉄という枠内に合金鋼まで含めて良いのであれば、マルエージング鋼のように0.2％耐力が2,000N/mm2に迫るものもありますし、ステンレスでも600番台のような析出硬化系ステンレス鋼は1,500N/mm2以上の0.2％耐力を持つものもあります。
よってステンレスか鉄かという分類だけで強度を比較することはできないと思います。
もっと正確にいうと、鉄や鉄系合金の強度はあくまで熱処理で決まりますから、材質が同じでも焼き入れ性が悪い大物部品は小物部品と比較して強度が小さくなります。

ボルトということですと、これも既出ですがボルトには強度区分というものがあって、特にエンジン部品やブレーキ、アクスル周りに使用されているようなボルトはかなり強い力に耐える必要があるため、ホームセンターで売っているようなその辺に転がっているボルトは使用できません。

カウルの止めねじや力の掛からない補機類のボルト等は特別問題ないでしょうが、整備書に締付トルクが指定されているような部分に出所のよく分からないようなボルトを使用すると、ボルト折損等の重大なトラブルの原因となります。

ちなみに鉄製のボルトが使用されている理由は設計者の思想が大きいと思いますが、特別に強度が必要な部分を除けば主にコストかと思われます。

madisan · Answer

車やバイクに使われているネジは基本的にメーカーのオーダーメードで、市販されているものとはピッチや長さが同じでも物性が異なる場合があります。
ご存知かもしれませんが、ネジが締まって外れないのは、ネジが固いバネのように伸びることで締結力を保持しているからです。だから、ネジの物性というのは非常に重要なんです。

ステンレスは硬いですがネバリがなく、トルクを掛けていくといきなり折れる場合もありますし、折れた場合の除去も面倒です。また経験から、ステンレスのネジは焼きついて外れなくなることがあったのであまり好きではありません。

車やバイクに鉄製？のネジを使うのは、物性をコントロールしやすいからだと思います。ネジの機能から考えると、ある意味ステンのネジよりも高級品だといってもいいかもしれません。

外装部品等のあまり重要ではない場所のネジをステンレスに変えるのはさほど影響ないと思いますが、機能部品については、純正のネジが良いと思います。

M16A3 · Answer

＞そもそもなぜ鉄製のネジ・ボルトが使われているのでしょうか？やっぱり鉄の方が強度が高いからですか？

コストの問題でしょう。ホームセンターのネジのコーナーで確認してみてくださいな。同じサイズのステンレスのネジは、鉄製と比べて高価です。

個人でクルマ用のネジをステンレス化するのは良いですが、ホムセンで売ってるネジは、クルマ・バイク用のネジとネジ山のピッチが異なりますから注意が必要ですよ。

tamamomi · Answer

外装のボルトやネジはステンレスの方が錆びないので良いかもしれませんね。
強度は普通の鉄（ユニクロ）より普通のステンレスの方があります。
しかし、それゆえに注意が必要です。
何かというと、ステンレスのボルトやネジを使うことによりメス側の強度よりオス側の強度が強くなってしまうと、もしボルトやビスがしっかし噛みあっていない状態で締めるとメス側を削ってしまいます。

同じ太さのネジでもネジのピッチが違うものがあります。
また、ボルトの太さはミリとインチと２種類あります。
この辺りを注意してください。

それから、同じ大きさだとステンレスの方が重いです。
ステンレスのマフラーが軽量なのは鉄より強度があるため、肉薄にできるからであって、鉄と同じ肉厚にするとステンレスマフラーの方が重くなってしまいます。
ここも注意ポイントです。

santana-3 · Answer

ステンレスのベースは鉄（Fe）です。ここでは鉄＝「炭素鋼」としましょう。

ステンレス鋼と炭素鋼との比較としても、含有成分と熱処理で色々と変化してくるので、一概には言えません。

バイクの外観で露出している部分のボルト・ネジならステンレス鋼に変えても問題ないでしょう。

＞鉄製のネジ・ボルトが使われているのでしょうか？やっぱり鉄の方が強度が高いからですか

高張力炭素鋼、高強度炭素鋼等以外ではコストの面で安いからです。（ステンレスボルト・ナットの方が高い）

rgm79quel · Answer

お話を伺う範疇では
ステンをお勧め致します。

例えば無料のナンバー取り付けボルトは鉄ですが
（錆びてきて赤くたれてみっともないです、最後はぼろぼろになります）
ディーラーオプションの
お値段の高い方のナンバーフレームには
ステンボルトが付属します。

鉄が使用される理由はコストです。

1143 · Answer

一口にボルトの強さと言っても鋼製では３．６～１２．９、ステンレス製では××－４５～８０（××は材質を表す記号）まで有ります。（JISのボルトなら、頭に刻印が有ります）
鋼製で３．６なら、３００N/mm2の力を掛けると切れて、その６０％までの力なら塑性変形しないことを意味し、ステンレス製で××－４５なら、４５０N/mm2の力を掛けると切れることを意味します。
６．８くらいの鋼製ボルトなら、××－７０くらいのステンレス製ボルトを選べば同じような強度ですが、キャップスクリューは普通１２．９なので、ステンレス製で最強のC３－８０を選定しても強度が劣ります。

エンジンのアルミブロック等だと、ステンレス製を使うと電位差が大きくなってアルミの腐食が進むので、あまりお勧めではありません。

nami250 · Answer

電位差により腐食するからです。

特にエンジンブロックなどの強度が必要なところは、やめたほうがよいですよ。

鉄とステンレスではどちらの方が強度が高いのでしょうか？

鉄とステンレスというようなシンプルな分け方が出来るものではないのですが

ステンレスは柔らかく伸びやすいのです

既出回答にもありますが、鉄といってもほぼ純粋な鉄から合金鋼まで様々あります。

車やバイクに使われているネジは基本的にメーカーのオーダーメードで、市販されているものとはピッチや長さが同じでも物性が異なる場合があります。

＞そもそもなぜ鉄製のネジ・ボルトが使われているのでしょうか？やっぱり鉄の方が強度が高いからですか？

外装のボルトやネジはステンレスの方が錆びないので良いかもしれませんね。

ステンレスのベースは鉄（Fe）です。

お話を伺う範疇では

一口にボルトの強さと言っても鋼製では３．６～１２．９、ステンレス製では××－４５～８０（××は材質を表す記号）まで有ります。

電位差により腐食するからです。

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