1020 vs 1045：低炭素鋼と中炭素鋼の比較

化学成分の差

	SAE 1020	SAE 1045
炭素	0.17–0.23%	0.43–0.50%
圧延ままの強度	~350–450 MPa	~600 MPa クラス
焼入れ方法	浸炭焼入れのみ	全体焼入れ／表面焼入れ
溶接性	優れる	予熱と注意が必要

1020 が得意なこと

1020 は溶接と成形のための鋼です：機械のベース、ブラケット、ピン、シャフトなど穏やかな荷重を受ける部品に使われます。全体焼入れはできません — 炭素が不足しています — しかし優れた浸炭用鋼です。浸炭と焼入れの後、表面層はおよそ 58–62 HRC に達し、低炭素の芯部は軟らかく耐衝撃性を保ちます：ピン、ブッシュ、軽荷重歯車の古典的なレシピです。また、特別な手順なしに曲げ、深絞り、溶接ができるため、一般的な製作を支配しています。

1045 が得意なこと

1045 は中程度の断面で全体に焼入れできるだけの炭素を含みます — 現実的には油焼入れまたは水焼入れで数十ミリメートル程度 — そして高周波焼入れや火炎焼入れにもよく応答し、靭性のある焼ならしまたは焼入れ・焼戻し芯部の上に約 55–60 HRC の硬化層を与えます。その組み合わせにより、中荷重機械向けのシャフト、車軸、歯車素材、ボルト用鋼の標準となっています。

溶接性のトレードオフ

1045 を焼入れ可能にする同じ炭素が、その炭素当量と割れのリスクを高めます。1045 の溶接では通常、予熱（板厚と拘束の程度により、しばしば 150–250 °C の範囲）、低水素系溶接材料、そして場合によっては応力除去が必要です。1020 にはそのいずれも当てはまらず、予熱なしで日常的に溶接されます。

選び方

• 溶接構造物、成形部品、浸炭した耐摩耗部品 → 1020。
• 焼入れした耐摩耗表面または焼入れ・焼戻し強度が必要なシャフトと機械部品 → 1045。
• 断面全体に均一な硬度が必要な厚肉部 → どちらでもありません；4140 のようなクロム・モリブデン鋼に格上げしてください。そこでは焼入性は炭素ではなく合金化から得られます。

状態が仕様の半分を占める

両鋼種とも熱間圧延、焼ならし、冷間引抜、そして（1045 については）焼入れ・焼戻し状態で販売され、性質は工場間の小さな化学成分の違いよりも状態によって大きく変わります。焼入れ・焼戻し状態の 1045 は、引張強さがおよそ 700–850 MPa の領域に達し、同一化学成分の圧延ままの棒材よりもはるかに優れた延性と疲労挙動を示します — シャフトの仕様が鋼種だけでなく状態も指定する理由です。冷間引抜は両鋼種とも延性を少し犠牲にして強度を上げ仕上げを改善し、小さな旋削部品向けの標準的な供給形態です。見積を比較する際は、鋼種＋状態＋規格を一緒に比較してください；「1045」だけでは化学成分を表すに過ぎず、性能を表しません。

似た名前への注意

仕様には近接する鋼種がしばしば現れます：1018 と 1022 は本質的に 1020 と同じように振る舞い（違いはマンガンと小さな炭素量の変化です）、一方 C45 は 1045 の EN 対応鋼種で、1045 自体は GB 45 鋼種と重なります。これらの置換は一般的なエンジニアリングでは通常安全ですが、注文では依然として適用規格を明記すべきです。なぜなら、納入状態の定義と試験要求 — 化学成分ではありません — こそが、近似同等鋼種が静かに乖離する点だからです。