9840スチール：特性と主要な用途

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9840スチールは中炭素合金鋼として分類され、その優れた硬化性と強度で知られています。これは、さまざまな工学用途のために設計されたAISI/SAE 9000シリーズの鋼の一部です。9840スチールの主な合金元素は炭素（C）、マンガン（Mn）、クロム（Cr）、モリブデン（Mo）で、これらの元素は鋼の機械的特性に大きな影響を与えます。たとえば、引張強度、靭性、耐摩耗性などです。

包括的な概要

9840スチールの合金元素のユニークな組み合わせが、その顕著な特性に寄与しています。炭素含有量は通常0.36%から0.44%の範囲で、強度と延性の良いバランスを提供します。マンガンは硬化性と引張強度を高め、クロムとモリブデンは特に高温での耐腐食性と靭性を向上させます。

9840スチールの利点：
- 高強度と靭性：高荷重耐性が必要な用途に適しています。
- 優れた硬化反応：熱処理により高硬度レベルを達成可能です。
- 耐摩耗性：摩耗にさらされる部品に最適です。

9840スチールの制限：
- 溶接性の問題：亀裂を避けるために、溶接中に慎重な考慮が必要です。
- コスト：合金元素のために、一般的に低炭素鋼より高価です。
- 加工性：より単純な鋼グレードと比べると、機械加工が難しい場合があります。

歴史的に、9840スチールはその有利な機械的特性により、自動車や航空宇宙部品を含むさまざまな用途で使用されてきました。その市場ポジションは安定しており、特に高性能材料が求められる業界での需要があります。

別名、規格、および同等品

規格団体 指定/グレード 原産国/地域 注記/備考
UNS G98400 USA AISI 4140の最も近い同等物
AISI/SAE 9840 USA 中炭素合金鋼
ASTM A829 USA 合金鋼の標準規格
EN 1.6511 ヨーロッパ 微小な組成差
DIN 34CrMo4 ドイツ 類似の特性だが、異なる合金元素
JIS SCM440 日本 比較可能な性能だが、異なる熱処理要件

上記の表は、9840スチールに関連するさまざまな指定と規格を示しています。特に、G98400と4140はしばしば同等と見なされますが、合金元素や熱処理プロセスの違いにより、特に高ストレスアプリケーションで性能の変動が生じる可能性があります。

主要特性

化学組成

元素（記号と名称） 割合範囲 (%)
C（炭素） 0.36 - 0.44
Mn（マンガン） 0.60 - 0.90
Cr（クロム） 0.80 - 1.10
Mo（モリブデン） 0.15 - 0.25
Si（シリコン） 0.15 - 0.40
P（リン） ≤ 0.035
S（硫黄） ≤ 0.040

9840スチールの主な合金元素は重要な役割を果たしています：
- 炭素（C）：熱処理を通じて硬度と強度を向上させます。
- マンガン（Mn）：硬化性と引張強度を改善します。
- クロム（Cr）：耐腐食性と靭性を高めます。
- モリブデン（Mo）：高温強度と硬化性を向上させます。

機械的特性

特性 状態/温度 試験温度 典型値/範囲（メトリック） 典型値/範囲（インペリアル） 試験方法の参考規格
引張強度 焼入れ & 焼戻し 室温 850 - 1000 MPa 123 - 145 ksi ASTM E8
降伏強度（0.2%オフセット） 焼入れ & 焼戻し 室温 600 - 800 MPa 87 - 116 ksi ASTM E8
伸び 焼入れ & 焼戻し 室温 15 - 20% 15 - 20% ASTM E8
硬度（ロックウェルC） 焼入れ & 焼戻し 室温 28 - 34 HRC 28 - 34 HRC ASTM E18
衝撃強度（チャーピー） 焼入れ & 焼戻し -20 °C 30 - 50 J 22 - 37 ft-lbf ASTM E23

9840スチールの機械的特性は、高強度と靭性が求められる用途に適しています。大きな荷重に耐え、ストレス下で変形を防ぐ能力は、機械や構造用部品にとって重要です。

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 - 1425 - 1540 °C 2600 - 2800 °F
熱伝導率 室温 45 W/m·K 31 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

密度や熱伝導率といった主要な物理的特性は、熱処理や熱管理に関わる用途において重要です。密度は材料の重さを示し、熱伝導率は高性能環境における熱の散逸に影響を与えます。

耐腐食性

腐食性物質 濃度 (%) 温度 (°C) 抵抗評価 注記
塩素化合物 3-10 20-60 普通 ピッティング腐食のリスク
硫酸 10-30 25-50 悪い 推奨しない
水酸化ナトリウム 5-20 20-80 良好 中程度の耐性
大気中 - - 良好 一般的に耐性がある

9840スチールは、特に大気環境では中程度の耐腐食性を示します。しかし、塩素が豊富な環境ではピッティング腐食に敏感であり、そのような条件で使用する際は保護またはコーティングが必要です。AISI 4140のような他のグレードと比べると、9840はその組成により特定の腐食性物質に対する耐性がわずかに低いことがあります。

耐熱性

特性/制限 温度 (°C) 温度 (°F) 備考
最大連続使用温度 400 °C 752 °F 長時間の暴露に適している
最大間欠使用温度 500 °C 932 °F 短時間の暴露
スケーリング温度 600 °C 1112 °F 高温での酸化のリスク

高温では、9840スチールはその強度と硬度を維持しますが、適切に保護されていないと酸化が発生する可能性があります。高温アプリケーションでの性能は、エンジンやタービンの部品に適していることを示しています。

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 注記
MIG ER80S-D2 アルゴン + CO2 予熱が推奨される
TIG ER80S-D2 アルゴン 溶接後の熱処理が必要
棒溶接 E8018-B2 - 熱入力の慎重な管理

9840スチールの溶接性は、その合金元素のために挑戦的です。亀裂を防ぐために予熱が必要な場合が多く、ストレスを軽減するために溶接後の熱処理が推奨されます。

加工性

加工パラメーター [9840スチール] [AISI 1212] 注記/ヒント
相対加工性指数 60 100 加工がより困難
典型的な切削速度（旋削） 30 m/min 50 m/min 工具の調整が必要

9840スチールの加工性は中程度で、最適な結果を得るためには適切な工具と切削速度が必要です。合金元素の存在により、工具の摩耗が増加する場合があります。

成形性

9840スチールは中程度の成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスの両方を可能にします。しかし、冷間成形中に作業硬化効果を考慮することが重要で、これにより強度が向上する一方で延性が低下する可能性があります。

熱処理

処理プロセス 温度範囲 (°C) 典型的な浸漬時間 冷却方法 主な目的 / 期待される結果
アニーリング 700 - 800 1 - 2時間 空気 軟化、延性の向上
焼入れ 800 - 900 30分 油または水 硬化、強度の向上
焼戻し 400 - 600 1時間 空気 脆性の低減、靭性の向上

熱処理プロセスは9840スチールの微細構造と特性に大きく影響します。焼入れにより硬度が増し、焼戻しにより強度と延性のバランスが取られ、さまざまな用途に適した材料となります。

典型的な用途および最終使用

業界/セクター 具体的な応用例 この応用で活用される重要な鋼の特性 選択理由
自動車 ギアおよびシャフト 高強度、靭性 荷重を支える部品に必要
航空宇宙 航空機部品 高い強度対重量比 性能と安全のために不可欠
石油＆ガス ドリルビット 耐摩耗性、靭性 厳しい環境に対して重要
機械 クランクシャフト 高疲労耐性 耐久性のために必要

その他の用途には、
- 重機の構造部品
- 工具および金型
- ファスナーおよびフィッティング

これらの用途に9840スチールを選択する理由は、その機械的特性が要求される強度と耐久性を提供するためです。

重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 [9840スチール] [AISI 4140] [AISI 4340] 簡単な利点/欠点またはトレードオフに関する注記
重要な機械的特性 高強度 高強度 高い靭性 9840の方がコスト効果が高い
重要な腐食特性 中程度 良好 普通 4140はより良い耐腐食性を提供
溶接性 中程度 良好 普通 9840は予熱が必要
加工性 中程度 良好 普通 4140は加工が容易
成形性 中程度 良好 普通 9840は作業硬化が優れています
おおよその相対コスト 中程度 高い 高い 9840は一般的により手頃です
典型的な供給状況 一般的 一般的 あまり一般的ではない 9840は広く入手可能です

9840スチールを選択する際の考慮事項には、コスト効果、供給状況、および特定のアプリケーション要件が含まれます。その特性のバランスにより、さまざまな工学用途に対する汎用的な選択となりますが、最適な性能を確保するためには溶接や加工プロセスに注意を払う必要があります。

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1件のコメント

SOY DOCENTE DE CONALEP 036 LIC, RAUL RANGEL FRIAS. EXCELENTE ESPECIFICACION DINAMICA Y PRACTICA, PUES ES PARA APRENDIZAJE DE ALUMNOS DE MAQOINAS HERRAMIENTA Y CONOZCAN especificacion y donde DONDE ADQUIRIR EL ACERO SAE 9840 DE GRANDE APLICACION. GRACIAS

PEDRO ARCIBAR MIRELES

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    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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