鋳造用語集

Mn/S比（えむえぬえすひ）
Mn/S Ratio

鋼材に含まれるマンガン (Mn) と硫黄 (S) の含有量の比率を指す。
この比率は、鋼の製造工程、特に「熱間加工（熱い状態での加工）」における品質を保つために極めて重要な指標となる。
「不純物である硫黄の悪影響を、マンガンでどれだけ中和できているか」を示す指標。
現場では、材料が熱い時に割れないよう、この比率を一定以上に保つことが鉄則となっている。

Mn/S比の重要性

鋼の中に硫黄（S）が含まれていると、通常は鉄と結びついて硫化鉄 (FeS) を形成する。しかし、このFeSには以下の非常に厄介な性質があります。

■　融点が低い
鉄の融点（約1,538℃）よりもはるかに低い温度（約988℃）で溶けてしまう。

■　粒界に広がる
鋼の結晶の隙間（粒界）に網目状に広がって固まる。

この状態で鋼を熱間加工（1,000℃以上での圧延や鍛造）しようとすると、結晶の隙間にあるFeSが先に溶けてしまい、加工中に鋼がバラバラに割れてしまう。これを「赤熱脆性（せきねつぜいせい）」または「熱間脆性」と呼ぶ。

■　マンガンの役割
ここにマンガン（Mn）を加えると、マンガンは鉄よりも硫黄と結びつきやすいため、FeS の代わりに硫化マンガン (MnS) を形成する。
MnSは融点が約1,610℃と非常に高く、熱間加工の温度でも溶けないため、赤熱脆性を防ぐことが可能となる。

Mn/S比の計算と推奨される比率

Mn/S比の計算式は、以下の通りとなる。
算出された数は無次元量のため、単位はない。

Mn/S比　＝　マンガンの含有量（wt%）／硫黄の含有量（wt%）

例：Mnが0.60%、Sが0.02%の場合、比率は0.60 / 0.02 = 30となる。

用　　　途	推奨のMn/S比	備　　考
一般的な鋼材	10以上 (一般には20〜40)	安全に熱間加工を行うための標準的な値。
溶接用鋼材	10〜15以上	溶接時のひび割れ（高温割れ）を防ぐため。
鋳　鋼 (Cast Steel)	3.5以上	凝固時の割れを防ぐ最小限のライン。
快　削　鋼	比較的低め	被削性（削りやすさ）を上げるため意図的にSを増やすが、加工性を保つため一定の比率は維持する。