安くて強いか、腐食に負けないか。値段はまるで違います。

素材の値段は、炭素鋼1018で1キロ0.80から1.20ドル、ステンレス304で3から5ドル、316Lで4から6ドルほど。切削して仕上げた部品で見れば、炭素鋼はステンレス相当品の四割から六割に収まります。材料が安いだけでなく、削りやすいからです——ステンレスは加工硬化し、速度を落とさざるをえません。1キロほどのブラケットなら、炭素鋼で30から50ドル、ステンレスで50から90ドル、いずれも仕上がりの値段です。

使えます。きちんと塗装または被覆した炭素鋼は、屋外で十年から二十年もちます。やり方はこうです。工業品質の下塗りと上塗り塗装、柵や構造物なら溶融亜鉛めっき、見た目が要るなら粉体塗装、あるいは安定した錆の皮膜をつくるコルテン鋼。潮風の当たる海辺や凍結防止剤にさらされるなら、溶融亜鉛めっきと粉体塗装を重ねるか、いっそステンレスに上げてください。

焼入れ焼戻しで30から32HRCに調質した4140は、耐力950MPa、引張強さ1000MPa。ステンレスの17-4 PHをH900状態にすれば、耐力1170MPa、引張強さ1310MPaです。耐食性を保ったまま最高の強さを求めるなら17-4 PHが勝ちます。腐食が問題にならず、値ごろな強さが欲しいなら、超高張力の合金鋼4340が耐力1400MPaを、17-4 PHの半値で出してくれます。

特定の用途では問題になります。MRIに適合する部品は非磁性でなければならず、オーステナイト系の304や316Lを使います。磁気センサーのそばの筐体でも非磁性が好まれます。逆にスピーカーの磁気ヨークには炭素鋼が要ります。電磁的に切り離したいなら非磁性ステンレスかアルミニウム。ふつうの機械部品では磁性は関係なく、強度と費用が判断を決めます。

炭素鋼は毎分80から150メートルで削れ、扱いに苦労はありません。ステンレスの304は毎分60から100メートル、加工硬化するので切削を途切れさせられず、工具も早く減ります。同じ部品なら加工時間は炭素鋼の1.5倍から2倍。これが材料費の差を掛け算し、仕上がった部品でふつう1.8倍から2.5倍になります。ステンレスを指定するなら、それを見込んで予算を組んでください。

コルテン鋼、すなわちA242は、二、三年かけて安定した錆の皮膜をつくり、以後はそれが腐食を食い止めます。建築、彫刻、屋外の構造物に使われ、値段は炭素鋼並み。ただし制約もあります。流れ落ちた錆が周囲を汚す場所には使えませんし、見た目が落ち着くまでその二、三年の曝露を待たねばなりません。ステンレスでは高すぎるが錆は気になる、という屋外用途のよい中間解です。