【保存版】ヤング率（縦弾性係数）とは？金属から樹脂まで材料の硬さ早見表

「設計で材料を選ぶとき、どのくらい『硬い』あるいは『しなりにくい』かを数値で比較したい…」
「構造計算シミュレーションをしたいけど、各材料のヤング率ってどれくらいなんだろう？」

こんにちは、Tech Samuraiです！
ものづくりや設計の世界では、材料の「硬さ（剛性）」を正しく理解することが不可欠です。同じ形でも、プラスチックの定規は簡単にしなりますが、鉄の定規はびくともしませんよね。この「しなりにくさ」を客観的な数値で表したものが、今回探検する**ヤング率（縦弾性係数）**です。

この記事では、ヤング率とは何かを直感的に理解できるよう解説し、金属から樹脂、セラミックスまで、様々な工業材料のヤング率を一覧にまとめた、便利な早見表をご提供します。設計やシミュレーションの際の、頼れる相棒になるはずです！

ヤング率とは？「材料の個性」を表す数値

ヤング率 (Young’s Modulus) は、材料の「変形しにくさ」を示す指標です。この数値が大きければ大きいほど、その材料は硬く、変形させるのに大きな力が必要になります。

イメージで理解するヤング率
同じ太さの「鉄の棒」と「ゴムの棒」を、同じ力で引っ張る場面を想像してみてください。ゴムの棒はびよーんと大きく伸びますが、鉄の棒はほとんど伸びません。これは、鉄がゴムよりもはるかに高いヤング率を持っているからです。

ヤング率が高い材料（例: 鋼）
- 非常に「硬く」、変形しにくい。
- 「剛性が高い」と表現される。
ヤング率が低い材料（例: ゴム）
- 非常に「柔らかく」、簡単に変形する。
- 「剛性が低い」と表現される。

単位は、圧力と同じPa（パスカル）や、その10億倍であるGPa（ギガパスカル）が一般的に使われます。材料がどのくらいたわむかを計算する際に、このヤング率は不可欠な物性値となります。

【保存版】主要材料のヤング率早見表

様々な材料のヤング率（目安）を、硬い順に並べた一覧表です。設計したい製品の特性に合わせて、材料を比較検討する際にご活用ください。
（※これらの値は一般的な参考値であり、合金の種類、熱処理、温度などによって変動します。）

材料カテゴリ	材料名	ヤング率 (GPa)	備考
セラミックス	ダイヤモンド	1050 – 1200	最も硬い物質として知られる
セラミックス	炭化ケイ素 (SiC)	450	高硬度・耐熱材料
金属	タングステン (W)	400 – 410	高融点・高密度の金属
セラミックス	アルミナ (Al₂O₃)	370	代表的なファインセラミックス
金属	鋼 (炭素鋼)	206	最も一般的な構造用金属
金属	ステンレス鋼 (SUS304)	193	耐食性に優れる。鋼より少し柔らかい
金属	チタン合金 (Ti-6Al-4V)	114	軽量・高強度・高耐食性
金属	銅 (Cu)	110 – 128	導電性・熱伝導性に優れる
金属	真鍮（黄銅）	100 – 125	銅と亜鉛の合金
複合材料	炭素繊維強化プラスチック (CFRP)	70 – 200	繊維の方向や種類に大きく依存
金属	アルミニウム合金	69 – 79	軽量で加工しやすい。鋼の約1/3の硬さ
セラミックス	ガラス	50 – 90	種類による
金属	マグネシウム合金	45	実用金属で最軽量級
その他	コンクリート	30 – 50	圧縮に強く、引張に弱い
木材	オーク（楢、樫）	11 – 12	木目方向。硬い木材
樹脂	ナイロン (PA)	2.0 – 4.0	耐摩耗性、自己潤滑性
樹脂	ポリカーボネート (PC)	2.0 – 2.4	高い耐衝撃性
その他	ゴム	0.01 – 0.1	非常に弾性がある

ヤング率を扱う上での3つの注意点

この一覧表は非常に便利ですが、実際の設計で使う際には以下の点に注意してください。

値はあくまで代表値
同じ「鋼」でも、成分や熱処理によって物性値は変動します。精密な計算には、使用する材料のメーカーが提供するデータシートを参照するのが最も確実です。
材料の向き（異方性）
木材やCFRPのような材料は、力の向きによって硬さが全く異なります（例: 木は木目方向には強いが、垂直方向には弱い）。このような性質を「異方性（いほうせい）」と呼びます。
温度による変化
材料のヤング率は温度によっても変化します。一般的に、温度が高くなるとヤング率は低下する（柔らかくなる）傾向があります。