英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
鋼は、世界でもっとも多く使われている金属材料。刀剣からレール、建材、生活用品まで、暮らしと産業を支えてきた。 このクイズでは、言葉の由来や古代の製鋼、日本のたたら製鉄、近代の転炉法や電気炉、鋼の種類と分類、各国の生産の移り変わりまでを幅広く出題する。 やさしい問題から専門的な問題まで並んでいるので、腕試しにどうぞ。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01炭素鋼は、含まれる炭素の量が多くなるほどどうなる？
硬くなる
炭素含有量が約0.3%以下なら低炭素鋼、約0.3～0.7%なら中炭素鋼、約0.7%以上なら高炭素鋼に分けられる。
Q 02たたら製鉄の鋼のうち、日本刀の材料に最適とされた良質な部分の名は？
玉鋼
鉧押し法でも鋼の割合は多くて4割、一般的には2割程度で、多くは銑鉄や錬鉄が生産されていた。
Q 03和鋼と呼ばれる鋼を生んだ日本の「たたら製鉄」の原料は？
砂鉄
和鋼は日本刀などの原料として使われた。たたら製鉄は、もともと銑鉄を生産する「銑押し」が主流だった。
Q 04世界の金属材料生産量のうち、鋼が占める割合はおよそどれくらい？
95%
資源量が豊富で精錬しやすく、強靱で加工もしやすいうえに安価なため、世界中で広く利用されている。
Q 05ウーツ鋼は、西洋では何という名前で広く知られるようになった？
ダマスカス鋼
シリアの都市で刀剣に加工されたものが非常に高い評価を受けたことが、この呼び名の由来になっている。
Q 06炭を使った鍛造で鋼を製造し、鉄を主力とする最初の文明を築いたのは？
ヒッタイト
製法は厳重に秘匿されていたが、紀元前1190年頃の滅亡をきっかけに、エジプトやメソポタミアなど近隣の諸国へ伝わっていった。
Q 07鉄鋼の消費量は、その国の何と強い関連があるとされる？
生活水準
鋼は機械や建材から生活用品まで極めて用途が広く、その消費量は経済指標の一つとして用いられる。
Q 08産業革命以前に最も名高かった鋼「ウーツ鋼」が生産された地域は？
インド
るつぼの中で低炭素の鉄塊に炭素を吸収させ、それを鍛造して作られた。国内で消費されるほか、外国へも盛んに輸出された。
Q 09高炉でコークスから発生し、酸化鉄を還元して銑鉄を生む気体は？
一酸化炭素
原料となる鉄鉱石は、赤鉄鉱や磁鉄鉱など、採掘された酸化鉄である。
Q 10鋼の総生産量のうち、炭素鋼が占める割合はどれくらい？
8割
炭素鋼は普通鋼とも呼ばれ、古来から製造・使用されてきた。これに金属を添加して性質を改善したものが合金鋼で、特殊鋼の名で呼ばれる。
Q 11鉄鉱石を還元して得られる銑鉄が含む炭素の割合は？
4%から5%
炭素を除去すると強靭になって可塑性を持ち、叩いて整形する鍛造や、曲げたり延ばしたりする加工ができるようになる。
Q 12JISの鋼種名「S45C」は、炭素量が何％の鋼を指す？
0.45%
JISの鋼種名には用途や製法、強度区分などを示すものもあって解りにくい。たとえばSUJは、ボールベアリングの内外輪に使われる軸受鋼を示す。
Q 131851年、アルフレッド・クルップが巨大な鋳鋼を出品した催しは？
ロンドン万博
大砲の砲身や鉄道の車軸にも鋼が使えることを示したが、高価であるという問題はクルップにも解決できなかった。
Q 14「鉄鋼」という語は、どの言語の言葉を訳したものとされる？
Q 21鉄道レールが急速に鋼鉄製へと代わっていったのは、いつ以降？
1860年代
転炉法の開発で鋼が大量に供給できるようになると、さまざまな分野で相次いで鋼鉄への材料変更が起きた。
Q 22圧延鋼材の分類で、軌条・形鋼・棒鋼・線材をまとめた呼び名は？
条鋼
圧延法による鋼材は形状によって3つに分類される。そのうち板状のものは、厚さ3mm未満の薄板、6mm以上の厚板などに分けられる。
Q 23日本古来のたたら製鉄の生産がすべて終焉したのは何年？
1925年
明治時代以降、近代製鉄に押されて急速に生産量を減らしていった。
Q 241740年代のイギリスで、良質な鋼を量産できる「るつぼ法」を開発したのは？
ドイツ語
元になったのは「Eisen und Stahl」という表現。日本で最初にこの呼び名が使われたのは、雲伯鉄鋼合資会社の社名とされる。
Q 151933年に作られ、1945年まで操業した「靖国たたら」があった県は？
島根県
日本刀の原料となる鋼は、たたら製鉄でしか製造できなかった。この時期には、ほかにも数軒のたたらが復活して鉄の生産を行った。
Q 16Fe-C系2元合金で、炭素含有量が2.14%以上のものは何と呼ばれる？
鋳鉄
現在の金属学では、フェライトとオーステナイトそれぞれの炭素最大固溶量が、鋼とされる範囲の下限と上限になっている。
Q 17シーメンス兄弟とマルタン父子の名を取った製鋼法で使われる炉は？
平炉
反射炉の一種で、初期のものは鋼の製造までに10時間を要した。原料に柔軟性があり質も均一だったため、20世紀中ごろまでは主要な製錬炉であった。
Q 18トーマス法で出るリン酸カルシウムは、何として使えるため無駄にならない？
肥料
一方でトーマス法には、低炭素の軟鋼しか作れない、底から吹き込む空気の窒素が鋼に混ざって冷間加工時に割れやすくなる、といった問題があった。
Q 19たたら製鉄で、直接鋼を得る「鉧押し」の技法が生まれたのはいつ？
江戸時代中期
炉底に巨大な鉄塊を作り、それを割ることで鋼を得る技法で、和鋼生産の中心となった。「鉧押し」は「けらおし」と読む。
Q 20古代エジプトの鉄製品が隕鉄の加工とされるのは、どの元素が多いから？
ニッケル
アナトリアでも紀元前2500～2200年頃の鉄製の剣が見つかっている。隕鉄の剣は、普通の鉄よりむしろ加工が難しいとされる。
ベンジャミン・ハンツマン
原料に蓋をして加熱するため火炎にさらされず、有害なガスの混入を防げた。ただし18世紀頃でも溶解に6時間ほどかかり、るつぼ1つで10kg程度しか作れなかった。
Q 251977年に建設された「日刀保たたら」を支援した企業は？
日立金属
建設したのは日本美術刀剣保存協会。ここで生産された鋼は指定された日本刀の刀工にのみ配布され、一般には流通しない。
Q 26鋼の生産の可能性が指摘されるカマン・カレホユック遺跡がある国は？
トルコ
遺跡の年代は前2100～前1950年とされる。製鋼の技術は、のちに近隣の諸国から、さらに遠方へと伝わっていった。
Q 27リンの除去を可能にしたトーマス転炉で、裏張りに使われた粉末は？
白雲石
シドニー・ギルクリスト・トーマスが開発した方法で、硫黄の除去も可能になった。発明当初の転炉では、リンは取り除けなかった。
Q 28スクラップを主に用いる電気炉製鋼法を、1900年に実用化した人物は？
ポール・エルー
高炉と転炉による一貫製鋼に比べて小規模な生産となるが、そのぶん多品種少量生産に適している。
Q 291970年代の転炉で、炉底を守るため酸素と同時に吹き込まれたガスは？
プロパン
分解熱で炉底を守る底吹きの方式だが、今度は上部の温度が上がりにくい欠点が現れ、1980年代以降は上下から吹き込む混合式が主流となった。
Q 30鋼の4つの強化機構は、いずれも結晶中の何の動きやすさを低下させる？
転位
4つの機構とは「固溶強化」「析出強化」「結晶粒微細化強化」など。塑性変形は、この動きによって起こる。