230M07 スチール (EN1A): 特性と主要な用途
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230M07スチール（EN1A）は、良好な加工性と適度な強度を必要とする用途に主に使用される低炭素合金鋼です。中炭素鋼に分類され、機械的特性を向上させるためのバランスの取れた合金元素の混合を含んでおり、優れた加工性を維持しています。230M07の主な合金元素にはマンガン、硫黄、ホスファーが含まれ、全体的な特性に寄与しています。
総合的な概要
230M07鋼は、通常約0.07%の低炭素含有量によって特徴付けられ、良好な延性と成形性を可能にします。マンガンの添加が硬化性と引張強度を改善し、硫黄が加工性を高めるため、精密加工用途に適した選択肢となります。230M07の固有の特性には、良好な溶接性、適度な強度、優れた加工性が含まれており、さまざまな工学分野で複雑な部品を製造するために不可欠です。
利点:
- 優れた加工性: 硫黄含有量が優れた加工性を提供し、高速加工操作に最適です。
- 良好な延性: 低炭素含有量が鋼を簡単に形成・成形できるようにし、ひび割れのリスクを減少させます。
- 溶接性: 230M07は従来の方法で溶接できるため、多目的な製造オプションがあります。
制限:
- 高炭素鋼と比較しての低い強度: 良好な強度を持っていますが、高引張強度を必要とする用途には適さない可能性があります。
- 限られた耐腐食性: 低合金鋼として、保護コーティングなしでは非常に腐食性の環境ではパフォーマンスが不十分です。
歴史的に、230M07はシャフト、ギア、ファスナーなど、自動車および製造業において広く使用されており、そこでの精度と加工性が重要です。
代替名、基準、および同等品
| 標準団体 | 指定/グレード | 発祥国/地域 | ノート/備考 |
|---|---|---|---|
| UNS | G23000 | 米国 | EN1Aの最も近い同等品 |
| AISI/SAE | 1030 | 米国 | わずかな成分の違い |
| EN | 230M07 | ヨーロッパ | ヨーロッパでの標準的な指定 |
| DIN | 1.0402 | ドイツ | 特性は似ていますが、用途が異なります |
| JIS | S20C | 日本 | 比較可能だが、処理基準が異なります |
上記の表は、230M07鋼のさまざまな基準と同等品を強調しています。これらのグレードは似ているように見えるかもしれませんが、成分や加工の微妙な違いが特定の用途でのパフォーマンスに大きく影響する可能性があります。たとえば、230M07の硫黄含有量は加工性を高めますが、高炭素含有量のグレードと比較して高強度用途での使用を制限する可能性があります。
主な特性
化学組成
| 元素（記号と名前） | パーセンテージ範囲（%） |
|---|---|
| C（炭素） | 0.07 - 0.12 |
| Mn（マンガン） | 0.30 - 0.60 |
| S（硫黄） | 0.05 - 0.15 |
| P（リン） | 0.03最大 |
| Fe（鉄） | 残部 |
230M07鋼の主要な合金元素は、その特性を定義する上で重要な役割を果たします。炭素は少ないながらも、鋼の全体的な強度と硬度に寄与しています。マンガンは硬化性と引張強度を向上させ、硫黄は加工性を著しく改善し、効率的な製造プロセスを可能にします。リンは少量でも延性と靭性に影響を与える可能性があります。
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） | 試験方法の参考基準 |
|---|---|---|---|---|---|
| 引張強度 | 焼きなまし | 室温 | 400 - 550 MPa | 58 - 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 |
| 硬度（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, -20°C | -20°C | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
230M07鋼の機械的特性は、適度な強度と良好な延性が要求される用途に適しています。引張強度と降伏強度の組み合わせは、重要な荷重を維持しながら構造的な完全性を保持できることを示しています。伸びのパーセンテージは、破損なく変形できる能力を反映しており、曲げや成形を含む用途では重要です。
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/範囲 | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
| 熱伝導率 | 室温 | 50 W/m·K | 34.5 BTU·in/ft²·h·°F |
| 比熱容量 | 室温 | 460 J/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
| 電気抵抗率 | 室温 | 0.0001 Ω·m | 0.0001 Ω·in |
230M07鋼の物理的特性、例えば密度や熱伝導率は、熱伝達または構造部品を含む用途にとって重要です。融点は高温用途への適合性を示し、比熱容量は顕著な温度変化なしに熱を吸収する能力を反映しています。
耐腐食性
| 腐食性物質 | 濃度（%） | 温度（°C/°F） | 耐性評価 | ノート |
|---|---|---|---|---|
| 大気 | 変動 | 周囲 | 良好 | 保護なしでは錆のリスク |
| 塩化物 | 変動 | 周囲 | 不良 | 浸食によるピッティングに敏感 |
| 酸 | 変動 | 周囲 | 不良 | 酸性環境には推奨されません |
| アルカリ性 | 変動 | 周囲 | 良好 | 中程度の耐性がありますが、保護コーティングが推奨されます |
230M07鋼は、特に大気条件で中程度の耐腐食性を示します。ただし、塩化物環境ではピッティングに敏感であり、保護措置なしでは酸性の用途には使用すべきではありません。ステンレス鋼と比較して、230M07の耐腐食性は限られており、腐食が重要な懸念である環境には適さないと言えます。
耐熱性
| 特性/制限 | 温度（°C） | 温度（°F） | 備考 |
|---|---|---|---|
| 最大連続使用温度 | 300 °C | 572 °F | 中程度の温度に適しています |
| 最大間欠的使用温度 | 350 °C | 662 °F | 短時間の露出のみ |
| スケーリング温度 | 400 °C | 752 °F | この温度を超えると酸化のリスク |
高温では、230M07鋼は約300 °Cまでその構造的完全性を維持します。この温度を超えると、酸化やスケーリングのリスクが増加し、機械的特性が損なわれる可能性があります。この鋼は、高温に長期間さらされる用途には推奨されません。
加工特性
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 | ノート |
|---|---|---|---|
| MIG | ER70S-6 | アルゴン + CO2 | 適切な技術で良好な結果 |
| TIG | ER70S-2 | アルゴン | 最高の結果を得るためには清浄な表面が必要 |
| スティック | E7018 | 該当なし | 厚い部品には予熱を推奨 |
230M07鋼は、一般的な溶接プロセスを使用して溶接可能と見なされます。しかし、厚いセクションでは割れを防ぐために予熱が必要な場合があります。溶接後の熱処理も溶接接合部の特性を向上させることができます。
加工性
| 加工パラメータ | 230M07鋼 | AISI 1212鋼 | ノート/ヒント |
|---|---|---|---|
| 相対加工性指数 | 100 | 130 | 230M07は良好ですが1212より劣ります |
| 典型的な切削速度（旋盤） | 60-80 m/min | 80-100 m/min | 工具に基づいて速度を調整 |
230M07鋼は良好な加工性を提供しますが、AISI 1212のような自由加工鋼ほど高くはありません。効率を最大化し、摩耗を最小化するためには、最適な切削速度や工具を選択する必要があります。
成形性
230M07鋼は、その低炭素含有量により良好な成形性を示します。重要なひび割れのリスクなしにさまざまな形状に冷間成形できます。ただし、作業硬化を避けるために曲げ半径に注意を払う必要があります。
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 | 軟化、延性の改善 |
| 正規化 | 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F | 1 - 2時間 | 空気 | 粒子構造の精錬 |
| 焼入れ + 焼戻し | 800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F | 1 - 2時間 | 油/水 | 硬度と強度の向上 |
焼きなましや正規化などの熱処理プロセスは、230M07鋼の微細構造を大きく変化させ、機械的特性を向上させることができます。焼きなまし中は、鋼が軟化し延性が改善され、正規化は粒子構造を精錬し、靭性を向上させます。
典型的な用途と最終用途
| 産業/セクター | 具体的な用途の例 | この用途で利用される鋼の主な特性 | 選択理由（簡潔に） |
|---|---|---|---|
| 自動車 | ギア | 良好な加工性、適度な強度 | 精密部品 |
| 製造 | シャフト | 延性、溶接性 | 簡単な製造 |
| 航空宇宙 | ファスナー | 強度、腐食抵抗 | 重要な荷重支承部品 |
他の用途には:
- 産業機械の機械加工部品
- 高精度を必要とする自動車部品
- 適度な強度が許容される一般的な工学用途
230M07鋼は、特に適度な強度が十分な用途で精度と良好な加工性が求められる用途に選ばれています。溶接および成形のしやすさにより、さまざまな分野での利用が可能です。
重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察
| 特徴/特性 | 230M07鋼 | AISI 1018鋼 | EN8鋼 | 簡潔な賛否またはトレードオフのメモ |
|---|---|---|---|---|
| 主要機械的特性 | 適度な強度 | 低強度 | 高強度 | 230M07は加工に優れています |
| 主要腐食側面 | 良好 | 良好 | 不良 | すべて腐食性環境での保護が必要 |
| 溶接性 | 良好 | 良好 | 良好 | 230M07は溶接性に優れています |
| 加工性 | 良好 | 優れた | 良好 | 230M07は精密作業に適しています |
| 成形性 | 良好 | 優れた | 良好 | 230M07は成形に便利です |
| おおよその相対コスト | 適度 | 低 | 適度 | 加工に対してコスト効果的 |
| 典型的な入手可能性 | 一般的 | 非常に一般的 | 一般的 | ほとんどの市場で容易に入手可能 |
230M07鋼を選択する際の考慮事項には、その加工性、溶接性、適度な強度が含まれます。精密加工を必要とする用途に対してコスト効果的です。ただし、ステンレス鋼に比べて腐食抵抗が低いため、特定の環境では保護コーティングが必要になるかもしれません。
結論として、230M07鋼は、特に良好な加工性と適度な強度が求められる多くの用途に適した多目的な材料です。その特性は、自動車および製造業など、精度と信頼性が最も重要な業界での選択肢としています。