1212スチール: 特性と主要な応用

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1212鋼は、優れた加工性と良好な機械的特性で知られる低炭素合金鋼です。中炭素鋼として分類され、通常、約0.12%の炭素とともに、重要なマンガンと硫黄を含んでいます。これらの合金元素の存在は、加工性と強度を向上させ、さまざまな工学用途で人気のある選択肢となっています。

包括的な概要

1212鋼は主に低炭素合金鋼として分類され、その有利な特性に寄与しています。1212鋼の主な合金元素は次のとおりです：

  • 炭素 (C)：約0.12%、強度と延性のバランスを提供します。
  • マンガン (Mn)：通常、約0.60-0.90%、硬化性と引張強度を改善します。
  • 硫黄 (S)：約0.15-0.30%、加工性を向上させるが、延性を低下させる可能性があります。

これらの元素の組み合わせにより、加工が容易で、耐摩耗性が良好であり、機械的特性を改善するために熱処理を行うことができる鋼が得られます。

利点 (長所):
- 優れた加工性：1212鋼は、精密加工が必要な用途でよく使用されます。
- 良好な強度：さまざまな構造用途に適した好ましい強度対重量比を提供します。
- コスト効率が良い：一般的に、高合金鋼に比べて安価です。

制約 (短所):
- 限られた硬さ：高炭素鋼と比較して、同じ硬さレベルに達しない可能性があります。
- 低い耐腐食性：耐腐食性が重要な環境には適していません。

歴史的に、1212鋼は、その加工性と強度から、自動車産業および航空宇宙産業における精密部品の製造において重要な役割を果たしてきました。

代替名、規格、および同等品

規格機関 指定/等級 発祥国/地域 備考/コメント
UNS G12120 アメリカ AISI 1212に最も近い等価物
AISI/SAE 1212 アメリカ 一般的に使用される指定
ASTM A108 アメリカ 冷間仕上げ鋼棒の標準規格
EN 1.0718 ヨーロッパ 考慮すべき小さな成分の違い
JIS S12C 日本 類似の特性だが、硫黄含有量にばらつきがあります。

同等の等級間の違いは、特定の用途での性能に影響を与える可能性があります。たとえば、AISI 1212とUNS G12120は非常に似ていますが、1212の硫黄含有量は若干の加工性の向上につながる一方で、延性を犠牲にする可能性があります。

主要特性

化学組成

元素 (記号および名称) 割合範囲 (%)
C (炭素) 0.10 - 0.15
Mn (マンガン) 0.60 - 0.90
S (硫黄) 0.15 - 0.30
P (リン) ≤ 0.04
Fe (鉄) バランス

1212鋼における炭素の主な役割は、強度と硬さを向上させることです。マンガンは硬化性に寄与し、引張強度を改善し、硫黄は加工性を大幅に向上させ、切断や成形を容易にします。

機械的特性

特性 状態/温度 試験温度 典型的な値/範囲 (メトリック) 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 450 - 550 MPa 65 - 80 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 - 30% 20 - 30% ASTM E8
硬さ (ブリネル) 焼きなまし 室温 120 - 160 HB 120 - 160 HB ASTM E10
衝撃強度 (シャルピー) 焼きなまし -20 °C 20 - 30 J 15 - 22 ft-lbf ASTM E23

1212鋼の機械的特性は、中程度の強度と良好な延性が必要な用途に適しています。比較的低い降伏強度により、容易な成形と加工が可能であり、引張強度により、かなりの荷重を耐えることができます。

物理的特性

特性 状態/温度 値 (メトリック) 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 34.5 BTU·in/h·ft²·°F
比熱容量 室温 460 J/kg·K 0.11 BTU/lb·°F
電気抵抗率 室温 0.0000017 Ω·m 0.0000017 Ω·in

1212鋼の密度は、比較的重い材料であることを示し、これは鋼に典型的です。熱伝導率は中程度であり、熱散逸が必要な用途に適しています。比熱容量は、かなりの量の熱を吸収でき、温度変化を大きくしないことを示唆しています。

耐腐食性

腐食性物質 濃度 (%) 温度 (°C/°F) 耐性評価 備考
塩素化合物 3-5 25 °C / 77 °F 良好 ピッティングのリスク
硫酸 10-20 25 °C / 77 °F 不良 推奨されません
水酸化ナトリウム 10-30 25 °C / 77 °F 良好 応力腐食割れに敏感

1212鋼は、特に高塩素濃度または酸性条件の環境では、限定的な耐腐食性を示します。ピッティングや応力腐食割れに敏感であり、厳しい環境での性能に大きな影響を及ぼす可能性があります。304や316などのステンレス鋼と比較すると、1212鋼は耐腐食性がはるかに劣り、湿気や腐食性化学物質にさらされる用途には不適切です。

耐熱性

特性/限界 温度 (°C) 温度 (°F) 備考
最大連続使用温度 300 °C 572 °F これを超えると特性が劣化します。
最大間欠使用温度 400 °C 752 °F 短時間の曝露のみ。
スケーリング温度 600 °C 1112 °F この温度で酸化のリスクがあります。

高温では、1212鋼は約300 °C (572 °F)まで強度を維持できます。しかし、この温度を超えて長時間曝露されると、酸化やスケーリングにより機械的特性が低下する可能性があります。熱を伴う用途では、これらの制限を考慮することが重要です。

加工特性

溶接性

溶接プロセス 推奨フィラー金属 (AWS分類) 典型的なシールドガス/フラックス 備考
MIG溶接 ER70S-6 アルゴン + CO2混合 予熱を推奨
TIG溶接 ER70S-2 アルゴン 薄い部分に適しています
棒溶接 E7018 - 慎重な取り扱いが必要

1212鋼は一般的に溶接可能ですが、特に厚い部品では割れを避けるために予熱が推奨されます。溶接後の熱処理も、応力を軽減し、溶接の全体的な完全性を改善するのに役立ちます。

加工性

加工パラメータ 1212鋼 ベンチマーク鋼 (AISI 1212) 備考/ヒント
相対加工性指数 100 100 比較のための標準
典型的な切削速度 (旋削) 30-50 m/min 30-50 m/min 工具寿命に最適

1212鋼は、その優れた加工性で知られており、精密部品の選択肢として好まれています。1212の相対加工性指数は通常100に設定され、他の鋼のベンチマークとされています。

成形性

1212鋼は良好な成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスの両方に適しています。割れのリスクが最小限に抑えられ、さまざまな用途に適した形状に曲げたり成形したりできます。作業硬化率は中程度であり、延性を大きく損なうことなく複雑な形状に成形できます。

熱処理

処理プロセス 温度範囲 (°C/°F) 典型的な保持時間 冷却方法 主な目的 / 期待される結果
焼きなまし 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F 1 - 2時間 空気 延性を改善し、硬さを低下させる
クエンチング 800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F 30分 油または水 硬度を増加させる
テンパリング 400 - 600 °C / 752 - 1112 °F 1時間 空気 脆さを減少させ、靭性を向上させる

焼きなまし、クエンチング、テンパリングなどの熱処理プロセスは、1212鋼の微細構造を大きく変化させ、その機械的特性を向上させることができます。焼きなましは鋼を柔らかくし、扱いやすくする一方で、クエンチングは硬度を増加させます。硬化後の応力を緩和し、靭性を改善するためにテンパリングは重要です。

典型的な用途および最終用途

産業/セクター 具体的な用途例 この用途で利用される鋼の主要特性 選定理由 (簡潔)
自動車 精密ギア 優れた加工性、中程度の強度 高い精度の要求
航空宇宙 エンジン部品 良好な強度対重量比 軽量で強い
製造 ファスナー 良好な延性と強度 組立ての信頼性
工具 切削工具 高い耐摩耗性 加工時の耐久性

その他の用途には以下が含まれます：
- 医療機器：加工性と強度から。
- 建設：中程度の強度を必要とする構造部品に使用されます。

1212鋼は、その特性が最大限に利用できる自動車のギアやファスナーなどの精密性と良好な加工性を必要とする用途でしばしば選ばれます。

重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 1212鋼 AISI 4140 AISI 1045 簡潔な長所/短所またはトレードオフのメモ
主要機械的特性 中程度の強度 高強度 中強度 1212は加工が容易です
主要な耐腐食性の観点 良好 優れている 良好 4140は耐腐食性が優れています
溶接性 良好 良好 良好 4140は予熱が必要な場合があります
加工性 優れています 良好 良好 1212は加工が最も容易です
成形性 良好 良好 良好 1212は成形が容易です
概算相対コスト 低い 中程度 低い 精密部品に対するコスト効率が良い
典型的な入手可能性 高い 中程度 高い 1212は広く入手可能です

1212鋼を選ぶ際の考慮事項には、その優れた加工性と中程度の強度が含まれており、精密用途に最適です。ただし、高合金鋼に比べて耐腐食性が低いため、厳しい環境での使用を制限する可能性があります。

要約すると、1212鋼は加工性、強度、コスト効率のバランスを取った多用途の材料であり、さまざまな工学用途に適しています。その特性は、熱処理や加工プロセスを通じて調整でき、自動車、航空宇宙、製造などの産業で幅広く使用されます。

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  • DX51D鋼：特性と主要用途の概要

    DX51Dスチールは、主に低炭素微鋼として分類される亜鉛メッキ鋼の広く認識されたグレードです。その優れた成形性と溶接性に特徴づけられ、特に自動車や建設業界においてさまざまな用途で人気の選択肢となっています。DX51Dの主な合金元素には、一般的に炭素（C）含有量が0.2％未満の鉄（Fe）と、微量のマンガン（Mn）、リン（P）、硫黄（S）が含まれます。スチールを亜鉛（Zn）でコーティングする亜鉛メッキプロセスは、その耐腐食性を大幅に向上させます。 包括的な概要 DX51Dスチールは、良好な機械的特性と耐腐食性を要求される用途で主に使用されます。その低炭素含有量は、優れた延性と成形性に寄与し、容易に形状を変えたり溶接したりすることが可能です。亜鉛メッキプロセスは、スチールを錆から保護するだけでなく、見た目にも機能的にも美しい滑らかな表面仕上げを提供します。 DX51Dスチールの利点： - 耐腐食性：亜鉛コーティングが環境要因から保護バリアを提供します。 - 成形性：低い炭素含有量により、容易に形状変更や曲げが可能です。 - 溶接性：標準的な方法を使用して溶接することができ、さまざまな用途に対応可能です。 DX51Dスチールの制限： - 強度：高炭素鋼と比較すると、DX51Dは高い強度を必要とする用途には適していない可能性があります。 - 温度感度：高温での性能が劣化する可能性があり、高温環境での使用が制限されます。 歴史的に、DX51Dは軽量構造の開発において重要な役割を果たしてきました。特に自動車セクターでは、燃費効率のために重さの削減が重要です。 別名、規格、および同等物 標準組織 指定/グレード 出身国/地域 ノート/備考 EN DX51D ヨーロッパ ASTM A653の最も近い同等品 ASTM A653 アメリカ 微小な成分の違い...

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    DX51D鋼：特性と主要用途の概要

    DX51Dスチールは、主に低炭素微鋼として分類される亜鉛メッキ鋼の広く認識されたグレードです。その優れた成形性と溶接性に特徴づけられ、特に自動車や建設業界においてさまざまな用途で人気の選択肢となっています。DX51Dの主な合金元素には、一般的に炭素（C）含有量が0.2％未満の鉄（Fe）と、微量のマンガン（Mn）、リン（P）、硫黄（S）が含まれます。スチールを亜鉛（Zn）でコーティングする亜鉛メッキプロセスは、その耐腐食性を大幅に向上させます。 包括的な概要 DX51Dスチールは、良好な機械的特性と耐腐食性を要求される用途で主に使用されます。その低炭素含有量は、優れた延性と成形性に寄与し、容易に形状を変えたり溶接したりすることが可能です。亜鉛メッキプロセスは、スチールを錆から保護するだけでなく、見た目にも機能的にも美しい滑らかな表面仕上げを提供します。 DX51Dスチールの利点： - 耐腐食性：亜鉛コーティングが環境要因から保護バリアを提供します。 - 成形性：低い炭素含有量により、容易に形状変更や曲げが可能です。 - 溶接性：標準的な方法を使用して溶接することができ、さまざまな用途に対応可能です。 DX51Dスチールの制限： - 強度：高炭素鋼と比較すると、DX51Dは高い強度を必要とする用途には適していない可能性があります。 - 温度感度：高温での性能が劣化する可能性があり、高温環境での使用が制限されます。 歴史的に、DX51Dは軽量構造の開発において重要な役割を果たしてきました。特に自動車セクターでは、燃費効率のために重さの削減が重要です。 別名、規格、および同等物 標準組織 指定/グレード 出身国/地域 ノート/備考 EN DX51D ヨーロッパ ASTM A653の最も近い同等品 ASTM A653 アメリカ 微小な成分の違い...

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  • デュアルフェーズ鋼：特性と主要な用途

    二相鋼（DP鋼）は、その独特の微細構造によって特徴づけられる高度な高強度鋼の一種であり、柔らかいフェライト相と硬いマルテンサイト相の混合から成り立っています。この組み合わせは、強度、延性、および成形性の優れたバランスを提供し、二相鋼は特に自動車および構造用途に適しています。二相鋼における主な合金元素は通常、炭素、マンガン、およびシリコンを含み、これらは材料の機械的特性および全体的な性能を向上させる上で重要な役割を果たします。 包括的な概要 二相鋼は低合金鋼に分類され、制御された加工技術を通じて二相微細構造を達成するように特別に設計されています。主な合金元素は次の通りです： 炭素（C）: 固溶体強化とマルテンサイトの形成を通じて強度と硬度を向上させます。 マンガン（Mn）: 硬化能力を向上させ、マルテンサイト相の形成に寄与します。 シリコン（Si）: 脱酸剤として機能し、フェライト相の強度を改善することができます。 二相鋼の最も重要な特性は次の通りです： 高い強度対重量比: 相の組み合わせにより、高い引張強度を維持しながら軽量性を確保します。 優れた延性: フェライト相は良好な伸びと成形性を提供し、複雑な形状に適しています。 優れた疲労抵抗性: 微細構造はストレスを分散させ、疲労性能を向上させます。 利点: - エネルギー吸収能力による自動車用途での衝突安全性の向上。 - 複雑な形状を製造するための成形性の向上。 - 高い強度により薄い断面が可能になり、重量および材料コストを削減します。 制限事項: - マルテンサイトの存在により、他の鋼種と比較して溶接性が限定されています。 - 適切に処理されない場合、低温での靭性が低下する可能性があります。 二相鋼は自動車産業で非常に重要な役割を果たしており、特にシャシーやボディ構造のような高強度および安全性を必要とするコンポーネントに使用されています。その歴史的な重要性は、安全性を損なうことのない軽量材料への需要に応じて開発されたことにあります。 代替名、規格、及び同等品...

    デュアルフェーズ鋼：特性と主要な用途

    二相鋼（DP鋼）は、その独特の微細構造によって特徴づけられる高度な高強度鋼の一種であり、柔らかいフェライト相と硬いマルテンサイト相の混合から成り立っています。この組み合わせは、強度、延性、および成形性の優れたバランスを提供し、二相鋼は特に自動車および構造用途に適しています。二相鋼における主な合金元素は通常、炭素、マンガン、およびシリコンを含み、これらは材料の機械的特性および全体的な性能を向上させる上で重要な役割を果たします。 包括的な概要 二相鋼は低合金鋼に分類され、制御された加工技術を通じて二相微細構造を達成するように特別に設計されています。主な合金元素は次の通りです： 炭素（C）: 固溶体強化とマルテンサイトの形成を通じて強度と硬度を向上させます。 マンガン（Mn）: 硬化能力を向上させ、マルテンサイト相の形成に寄与します。 シリコン（Si）: 脱酸剤として機能し、フェライト相の強度を改善することができます。 二相鋼の最も重要な特性は次の通りです： 高い強度対重量比: 相の組み合わせにより、高い引張強度を維持しながら軽量性を確保します。 優れた延性: フェライト相は良好な伸びと成形性を提供し、複雑な形状に適しています。 優れた疲労抵抗性: 微細構造はストレスを分散させ、疲労性能を向上させます。 利点: - エネルギー吸収能力による自動車用途での衝突安全性の向上。 - 複雑な形状を製造するための成形性の向上。 - 高い強度により薄い断面が可能になり、重量および材料コストを削減します。 制限事項: - マルテンサイトの存在により、他の鋼種と比較して溶接性が限定されています。 - 適切に処理されない場合、低温での靭性が低下する可能性があります。 二相鋼は自動車産業で非常に重要な役割を果たしており、特にシャシーやボディ構造のような高強度および安全性を必要とするコンポーネントに使用されています。その歴史的な重要性は、安全性を損なうことのない軽量材料への需要に応じて開発されたことにあります。 代替名、規格、及び同等品...

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