1025 スチール: 特性と主な用途
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1025鋼は中炭素合金鋼に分類され、主に鉄で構成されており、炭素含有量は約0.25%です。この鋼種は強度、延性、靭性のバランスに優れ、多様な工学的応用に適しています。1025鋼の主な合金元素は、硬化性と強度を向上させるマンガンと、製鋼過程での脱酸を改善するシリコンです。
総合的概要
1025鋼の特性は良好な機械加工性、溶接性、中程度の強度を含み、通常、正規化状態で400-600 MPa（58-87 ksi）の引張強度範囲を示します。その固有の性質により、熱処理によってより高い強度レベルを達成でき、多様な用途に対して汎用性があります。
利点：
- 良好な機械加工性：1025鋼は容易に機械加工でき、精密部品に理想的です。
- 溶接性：標準的な技術を使用して溶接でき、製造に有益です。
- コスト効果：一般的に、より高い合金鋼よりも手頃な価格でありながら、良好な性能を提供します。
制限：
- 耐腐食性：1025鋼は腐食に対する抵抗が限られており、厳しい環境では保護コーティングが必要です。
- 低硬度：高炭素鋼と比較して、極端な硬度を必要とする用途では性能が劣る可能性があります。
歴史的に、1025鋼は自動車や製造業で広く使用されており、その特性がシャフト、ギア、構造部品などのコンポーネントに活かされています。その市場における地位は、特性とコストのバランスにより堅固です。
代替名、標準、同等品
| 標準組織 | 指定/グレード | 原産国/地域 | 備考/コメント |
|---|---|---|---|
| UNS | G10250 | アメリカ | AISI 1025に最も近い同等品 |
| AISI/SAE | 1025 | アメリカ | 北米で一般的に使用される |
| ASTM | A108 | アメリカ | 冷間仕上げ炭素鋼棒の標準仕様 |
| EN | C25E | ヨーロッパ | わずかな組成の違い |
| DIN | 1.0503 | ドイツ | 類似の特性、しばしば互換性がある |
| JIS | S25C | 日本 | 組成にわずかな違いがある同等品 |
同等グレード間の違いは、特定の機械的特性や加工要件に基づいて選択に影響を与える可能性があります。たとえば、AISI 1025とDIN 1.0503は類似していますが、後者は特定の用途において厳しい公差が要求される場合があります。
主要特性
化学組成
| 元素（記号と名称） | 割合範囲 (%) |
|---|---|
| C (炭素) | 0.23 - 0.28 |
| Mn (マンガン) | 0.60 - 0.90 |
| Si (シリコン) | 0.15 - 0.40 |
| P (リン) | ≤ 0.04 |
| S (硫黄) | ≤ 0.05 |
マンガンは、1025鋼の硬化性と強度を向上させる上で重要な役割を果たし、シリコンは製鋼過程での脱酸を助けます。炭素は鋼の全体的な硬度と強度に寄与する主な合金元素です。
機械的特性
| 特性 | 状態/温度 | 試験温度 | 典型的な値/範囲（メートル法） | 典型的な値/範囲（インペリアル） | 試験方法の参考標準 |
|---|---|---|---|---|---|
| 引張強度 | 焼きなまし | 室温 | 400 - 600 MPa | 58 - 87 ksi | ASTM E8 |
| 降伏強度（0.2%オフセット） | 焼きなまし | 室温 | 250 - 350 MPa | 36 - 51 ksi | ASTM E8 |
| 伸び | 焼きなまし | 室温 | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
| 硬度（ブリネル） | 焼きなまし | 室温 | 120 - 180 HB | 120 - 180 HB | ASTM E10 |
| 衝撃強度 | シャルピーVノッチ | -20°C (-4°F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
これらの機械的特性の組み合わせにより、1025鋼は構造部品や機械部品など、適度な強度と延性を必要とする用途に適しています。
物理的特性
| 特性 | 状態/温度 | 値（メートル法） | 値（インペリアル） |
|---|---|---|---|
| 密度 | 室温 | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
| 融点 | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| 熱伝導率 | 室温 | 50 W/m·K | 29 BTU·in/h·ft²·°F |
| 比熱容量 | 室温 | 0.46 kJ/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| 電気抵抗率 | 室温 | 0.00065 Ω·m | 0.00038 Ω·in |
1025鋼の密度と融点は高温用途への適合性を示し、熱伝導率は熱放散を必要とする用途に有益です。
耐腐食性
| 腐食剤 | 濃度 (%) | 温度 (°C/°F) | 抵抗評価 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 大気 | - | - | フェア | 錆のリスク |
| 塩化物 | - | - | 不良 | ピッティングに敏感 |
| 酸 | - | - | 不良 | 推奨されない |
| アルカリ性 | - | - | フェア | 中程度の抵抗 |
1025鋼は腐食抵抗が限られており、特に塩化物が豊富な環境ではピッティングが発生する可能性があります。304や316のようなステンレス鋼に比べ、優れた耐腐食性を提供するステンレス鋼に比べて、1025鋼は厳しい環境での保護コーティングや処理が必要です。
耐熱性
| 特性/限界 | 温度 (°C) | 温度 (°F) | 備考 |
|---|---|---|---|
| 最大連続使用温度 | 400 °C | 752 °F | 中程度の温度に適している |
| 最大間欠的使用温度 | 500 °C | 932 °F | 短期露出に耐えられる |
| スケーリング温度 | 600 °C | 1112 °F | この温度を超えると酸化のリスクがある |
高温では、1025鋼は機械的特性を維持しますが、酸化が発生する可能性があり、高温用途での性能に影響を与える可能性があります。適切な表面処理はこれらの影響を軽減できます。
製造特性
溶接性
| 溶接プロセス | 推奨されるフィラー金属（AWS分類） | 典型的なシールドガス/フラックス | 備考 |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | アルゴン + CO2 | 薄いセクションに適している |
| TIG | ER70S-2 | アルゴン | 精密作業に適している |
| スティック | E7018 | - | 前加熱が必要 |
1025鋼は一般的に標準的な技術を用いて溶接可能と見なされます。特に厚いセクションでは、亀裂を避けるために前加熱が必要です。溶接後の熱処理は、溶接の特性を向上させることができます。
機械加工性
| 加工パラメータ | 1025鋼 | AISI 1212 | 備考/ヒント |
|---|---|---|---|
| 相対機械加工性指数 | 70 | 100 | 1025は1212よりも機械加工性が劣る |
| 典型的な切削速度 | 30 m/min | 50 m/min | 工具の摩耗に応じて調整 |
機械加工性は良好ですが、最適な性能と表面仕上げを確保するために、切削速度や工具に注意を払う必要があります。
成形性
1025鋼は良好な成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスを可能にします。大きな亀裂のリスクなく、曲げたり成形したりできますが、広範な変形の際に加工硬化が発生する可能性があります。
熱処理
| 処理プロセス | 温度範囲 (°C/°F) | 典型的な浸漬時間 | 冷却方法 | 主目的 / 期待される結果 |
|---|---|---|---|---|
| 焼きなまし | 700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F | 1 - 2時間 | 空気 | 柔らかくし、延性を向上させる |
| 焼入れ | 800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F | 30分 | 油または水 | 硬化 |
| 焼戻し | 400 - 600 °C / 752 - 1112 °F | 1時間 | 空気 | 脆性を低下させ、靭性を向上させる |
熱処理プロセスは、1025鋼の微細構造を大きく変化させ、硬度と強度を向上させながら延性を維持します。焼入れと焼戻しの過程は、望ましい機械的特性を達成するために重要です。
主な用途と最終用途
| 産業/部門 | 具体的な用途の例 | この用途で利用される鋼の主要特性 | 選択理由 |
|---|---|---|---|
| 自動車 | ドライブシャフト | 優れた強度と靭性 | 高い耐荷重能力 |
| 製造業 | ギア | 優れた機械加工性 | 精密部品 |
| 建設業 | 構造用ビーム | 中程度の強度と溶接性 | コスト効果の高いソリューション |
その他の用途には：
- 機械部品
- ファスナー
- アクスル
これらの用途における1025鋼の選択は、主に強度、延性、コストのバランスによるものです。
重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察
| 特性/特性 | 1025鋼 | AISI 1045 | AISI 1018 | 利点/欠点またはトレードオフの簡単な注記 |
|---|---|---|---|---|
| 主要機械的特性 | 中程度の強度 | 高強度 | 低強度 | 1045は強度が向上しますが、延性は低下します |
| 主要な腐食の側面 | フェア | フェア | 良好 | 1018は腐食抵抗が優れています |
| 溶接性 | 良好 | フェア | 良好 | 1045は前加熱が必要な場合があります |
| 機械加工性 | 良好 | フェア | 優れた | 1018は機械加工が容易です |
| 成形性 | 良好 | フェア | 優れた | 1018はより成形しやすいです |
| 相対コスト | 中程度 | 高い | 低い | コストは市場の状況によって変動します |
| 典型的な入手可能性 | 一般的 | 一般的 | 非常に一般的 | 1018は広く利用可能です |
1025鋼を選択する際の考慮事項には、その機械的特性、コスト効果、入手可能性が含まれます。他のグレードと同じレベルの耐腐食性を提供しないかもしれませんが、さまざまな用途での全体的な性能は多くの工学的ニーズに対する信頼できる選択肢となります。さらに、溶接性と機械加工性が製造プロセスにおける魅力を高めます。
2件のコメント
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