11L17鋼:特性と主な用途

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11L17スチールは、主に中炭素鋼のカテゴリーに分類される低炭素合金鋼です。マンガン、硫黄、リンなどの特定の合金元素が特徴で、さまざまな用途における全体的な機械的特性と性能に寄与しています。この鋼種は、良好な加工性と中程度の強度を必要とする部品の製造に広く利用され、特に自動車や機械分野で人気のある選択肢となっています。

包括的な概要

11L17スチールは、その組成中に含まれる硫黄により優れた加工性を持つことで注目されます。この鋼種は通常、約0.10%から0.17%の炭素を含み、強度と延性のバランスを提供します。マンガンの添加が硬化性と強度を向上させ、硫黄は切削を容易にする小さな非金属 inclusión の形成を促進することによって加工性を改善します。

主な特性:
- 加工性:卓越しており、高速加工操作に適しています。
- 溶接性:中程度で、事前および事後の熱処理に関する特定の配慮が必要です。
- 強度:多くの構造用途には十分ですが、他の合金鋼ほど高くはありません。

利点:
- 高い加工性により効率的な生産プロセスを可能にします。
- 適切な技術による良好な溶接性。
- 中程度の強度を必要とする用途において費用対効果が高いです。

制限:
- 高炭素または合金鋼と比較して強度が低いです。
- 限られた耐食性があり、特定の環境下では保護コーティングが必要です。

歴史的に、11L17は自動車産業で、ギア、シャフト、精度と加工性が重要な他の部品の製造に重要な役割を果たしてきました。その市場での地位は、性能とコストのバランスにより強力です。

代替名、基準、および同等品

標準機関 指定/等級 発祥国/地域 ノート/備考
UNS G11170 アメリカ合衆国 AISI 1117に最も近い等級
AISI/SAE 11L17 アメリカ合衆国 加工性が改善された低炭素鋼
ASTM A108 アメリカ合衆国 冷間仕上げ炭素鋼棒の標準仕様
EN 1.0718 ヨーロッパ 小さな組成の違いがある同様の特性
JIS S45C 日本 比較可能だが、異なる機械的特性を持つ

上記の表は11L17スチールのさまざまな標準と同等品を強調しています。特に、AISI 1117やJIS S45Cのような等級は似ているように見えますが、特定の機械的特性や化学組成が異なる可能性があり、これが用途における性能に影響を与えることがあります。

主な特性

化学組成

元素(記号と名称) 割合範囲(%)
C(炭素) 0.10 - 0.17
Mn(マンガン) 0.60 - 0.90
S(硫黄) 0.15 - 0.35
P(リン) 0.04(最大)

11L17スチールの主要な合金元素は重要な役割を果たします:
- 炭素(C):強度と硬度を提供し、低い割合は良好な延性を保証します。
- マンガン(Mn):硬化性と引張強度を向上させます。
- 硫黄(S):加工性を改善し、切削と成形を容易にします。
- リン(P):脆性を避けるために通常低く保たれます。

機械的特性

特性 状態/温度 典型値/範囲(メトリック) 典型値/範囲(帝国) 試験方法の基準
引張強度 焼鈍 370 - 490 MPa 54 - 71 ksi ASTM E8
降伏強度(0.2%オフセット) 焼鈍 210 - 310 MPa 30 - 45 ksi ASTM E8
延性 焼鈍 20 - 30% 20 - 30% ASTM E8
硬さ(ブリネル) 焼鈍 120 - 180 HB 120 - 180 HB ASTM E10
衝撃強度 チャーピーVノッチ20°C 30 - 50 J 22 - 37 ft-lbf ASTM E23

11L17スチールの機械的特性は、中程度の強度と良好な延性を要求する用途に適しています。引張強度と降伏強度は多くの構造部品に対して適しており、延性は良好な成形性を示します。

物理的特性

特性 状態/温度 値(メトリック) 値(帝国)
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/(hr·ft²·°F)
比熱容量 室温 460 J/kg·K 0.11 BTU/lb·°F

11L17スチールの密度は、低炭素鋼に典型的な体積あたりの質量を示します。融点は高温を伴う用途にとって重要であり、熱伝導率は機械部品の熱拡散に重要です。

腐食抵抗

腐食性物質 濃度(%) 温度(°C/°F) 抵抗評価 ノート
塩化物 3-5 20-60 / 68-140 普通 ピッティング腐食のリスク
硫酸 10-20 20-40 / 68-104 不良 推奨されません
大気中 - - 良好 中程度の抵抗

11L17スチールは大気腐食に対して中程度の抵抗を示しますが、塩化物環境ではピッティングに対して感受性があります。酸性条件下での性能は悪く、強酸を伴う用途には不適切です。

AISI 1018や4140などの他の鋼種と比較すると、11L17は加工性と腐食抵抗のトレードオフを示します。AISI 1018はより優れた腐食抵抗を提供し、4140はより高い強度を提供します。

熱抵抗

特性/制限 温度(°C) 温度(°F) 備考
最大連続使用温度 300 572 中程度の温度用途に適しています
最大間欠的使用温度 400 752 短期間の露出のみ
スケーリング温度 600 1112 この点を超えると酸化のリスク

高温では、11L17スチールは約300°C(572°F)までの構造的完全性を維持します。それを超えると酸化が発生し、機械的特性の劣化を引き起こす可能性があります。

加工特性

溶接性

溶接プロセス 推奨するフィラーメタル(AWS分類) 一般的なシールドガス/フラックス ノート
MIG ER70S-6 アルゴン + CO2 事前加熱を推奨
TIG ER70S-2 アルゴン 溶接後の熱処理を推奨します

11L17スチールは一般的に溶接可能ですが、ひび割れを避けるための注意が必要です。溶接前の予熱はこのリスクを軽減するのに役立ち、溶接後の熱処理は溶接の全体的な特性を向上させます。

加工性

加工パラメーター 11L17スチール AISI 1212 ノート/ヒント
相対加工性指数 100 130 11L17は非常に加工しやすいです
典型的な切削速度(旋削) 60-80 m/min 80-100 m/min 工具に基づいて調整します

11L17スチールの高い加工性は、精密加工操作に最適です。最適な切削速度と工具の選択は、性能を向上させ、摩耗を減少させることができます。

成形性

11L17スチールは良好な成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスを許可します。 moderate な努力で曲げたり、形を整えたりでき、複雑な形状が必要なさまざまな用途に適しています。

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 主な目的/期待される結果
焼鈍 600-700 / 1112-1292 1-2時間 空気 軟化、延性の改善
急冷 800-900 / 1472-1652 30分 油/水 硬化
テンパリング 400-600 / 752-1112 1時間 空気 脆性の軽減、靭性の向上

焼鈍やテンパリングなどの熱処理プロセスは、11L17スチールの微細構造に大きく影響し、その機械的特性を向上させ、さまざまな用途に適した材料にします。

典型的な用途と最終用途

産業/セクター 特定の用途例 この用途で利用される主要な鋼の特性 選定理由(簡潔に)
自動車 ギア 高い加工性、中程度の強度 精密製造
機械 シャフト 優れた延性、溶接性 構造的完全性
建設 ファスナー 十分な強度、加工の容易さ 費用対効果の高いソリューション

その他の用途には:
- ピンやブッシュなどの精密部品の製造
- 高速加工が必要な自動車部品の生産

11L17スチールは、優れた加工性と中程度の強度により、精密な寸法と信頼できる性能を要求する部品に最適な選択肢として選ばれています。

重要な考慮事項、選定基準、および追加情報

特徴/特性 11L17スチール AISI 1018 AISI 4140 簡潔な長所/短所またはトレードオフノート
主な機械的特性 中程度 中程度 高い 11L17は良好な加工性を提供しますが、4140よりも強度が低いです
主な腐食側面 普通 良好 普通 11L17は1018よりも腐食に対する抵抗が少ないです
溶接性 中程度 良好 中程度 11L17は注意深い溶接技術を必要とします
加工性 優れています 良好 普通 11L17は非常に加工しやすく、精密作業に最適です
成形性 良好 良好 普通 11L17は複雑な形状に容易に成形できます
相対的なコスト 低い 低い 中程度 11L17は多くの用途において費用対効果が高いです
典型的な入手可能性 高い 高い 中程度 11L17はさまざまな形状で広く入手可能です

11L17スチールを選択する際の考慮事項には、費用対効果、入手可能性、特定の用途への適応性が含まれます。その優れた加工性は、精密部品に対する好ましい選択肢としていますが、強度と耐腐食性の制限を認識する必要があります。

結論として、11L17スチールは加工性と中程度の強度のバランスを保つ多用途な材料で、幅広いエンジニアリング用途に適しています。その特性や性能は、プロジェクトの要件に対して最適な材料選択を保証するために慎重に評価する必要があります。

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