A373鋼の特性と主な用途の概要
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A373鋼は、廃止された構造用鋼グレードとして分類されており、主に建物や橋の建設に利用されました。これは低炭素の軟鋼のカテゴリに属し、比較的低い合金含有量と優れた溶接性が特徴です。A373鋼の主な合金元素には、炭素(C)、マンガン(Mn)、および少量のリン(P)や硫黄(S)が含まれています。これらの元素は、鋼の基本的な特性、例えば強度、延性、靭性に寄与します。
包括的な概要
A373鋼は、適度な引張強度と降伏強度を持ち、さまざまな構造用途に適している良好な機械的特性で知られています。A373鋼の固有の特性には以下が含まれます:
- 溶接性: A373は優れた溶接性を示し、構造用途での簡単な製造と組立を可能にします。
- 延性: 低炭素含有量により良好な延性を提供し、材料が破壊されることなく応力の下で変形することができます。
- 靭性: A373鋼は低温でも靭性を維持し、寒冷地での用途において重要です。
利点:
- コスト効果: A373鋼は一般的に高合金鋼よりも安価で、建設プロジェクトにおいて予算に優しい選択肢となります。
- 製造の容易さ: 優れた溶接性と加工性が、シンプルな製造プロセスを促進します。
制限事項:
- 腐食抵抗: A373鋼は高合金鋼に比べて腐食抵抗が限られており、腐食性環境では防護コーティングが必要です。
- 陳腐化: 廃止されたグレードとして、A373は現代の技術基準や仕様を満たさない可能性があり、新しいプロジェクトでの利用可能性と適用を制限します。
歴史的に、A373は20世紀中頃に構造用途で広く使用されていました。しかし、鋼技術の進歩と新しいグレードの導入に伴い、その使用は著しく減少しています。
代替名、基準、同等品
標準団体 | 指定/グレード | 出身国/地域 | 備考 |
---|---|---|---|
UNS | K02401 | 米国 | A36に最も近い等価物 |
ASTM | A373 | 米国 | 廃止; A992に置き換えられた |
AISI/SAE | - | - | - |
EN | S235JR | ヨーロッパ | 類似の特性、より広く使用されている |
DIN | St37-2 | ドイツ | A373と比較可能で、わずかな違いがある |
上記の表は、A373鋼に関連する標準や同等品のいくつかを示しています。特に、S235JRとSt37-2はしばしば等価と見なされますが、特定の用途における性能に影響を与える異なる機械的特性や化学成分を示す可能性があります。
主要特性
化学成分
元素(記号と名称) | 割合範囲(%) |
---|---|
C(炭素) | 0.10 - 0.20 |
Mn(マンガン) | 0.60 - 0.90 |
P(リン) | ≤ 0.04 |
S(硫黄) | ≤ 0.05 |
A373鋼の主な合金元素は、その特性を決定する上で重要な役割を果たします。炭素は強度と硬度を向上させ、マンガンは加熱硬化性と靭性を改善します。リンと硫黄は少量存在しますが、制御されていない場合は延性と靭性に悪影響を及ぼす可能性があります。
機械的特性
特性 | 状態/温度 | 典型的な値/範囲(メトリック - SI 単位) | 典型的な値/範囲(インペリアル単位) | 試験方法の基準 |
---|---|---|---|---|
引張強度 | 焼鈍 | 310 - 450 MPa | 45 - 65 ksi | ASTM E8 |
降伏強度(0.2%オフセット) | 焼鈍 | 205 - 275 MPa | 30 - 40 ksi | ASTM E8 |
伸び | 焼鈍 | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
硬度(ブリネル) | 焼鈍 | 120 - 160 HB | 120 - 160 HB | ASTM E10 |
衝撃強度 | シャルピーV-notch, -20°C | 27 J | 20 ft-lbf | ASTM E23 |
A373鋼の機械的特性は、適度な強度と延性が要求される構造用途に適しています。引張強度と降伏強度の組み合わせにより、さまざまな機械的負荷に耐えることができ、延びの割合は良好な延性を示し、構造の完全性にとって重要です。
物理的特性
特性 | 状態/温度 | 値(メトリック - SI 単位) | 値(インペリアル単位) |
---|---|---|---|
密度 | 室温 | 7850 kg/m³ | 490 lb/ft³ |
融点/範囲 | - | 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 |
A373鋼の物理的特性は、密度や融点など、高温環境に関与する用途において重要です。熱伝導率は、材料が熱をどれだけうまく放散できるかを示し、さまざまな温度にさらされる構造用途には不可欠です。
腐食抵抗
腐食性エージェント | 濃度(%) | 温度(°C/°F) | 抵抗評価 | 備考 |
---|---|---|---|---|
大気 | - | - | やや良好 | 錆に対して敏感 |
塩素化合物 | 低 | 20 - 60 °C | 不良 | ピッティングのリスク |
酸 | 中 | 20 - 40 °C | 推奨しない | 高い感受性 |
A373鋼は大気腐食に対してやや良好な抵抗を示しますが、湿度の高い環境では錆が発生しやすいです。塩素が豊富な環境での性能は不良で、ピッティング腐食を引き起こす可能性があります。ステンレス鋼や高合金グレードに比べて、A373の腐食抵抗は限られており、腐食性の用途では防護コーティングや処理が必要です。
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 | これを超えると強度が低下する可能性があります |
最大間欠使用温度 | 500 °C | 932 °F | 短期間の曝露のみ |
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 |
A373鋼は中程度の温度に耐えることができますが、高温に長時間曝露されると機械的特性が低下する可能性があります。酸化抵抗は限られており、防護策なしで高温用途には不向きです。
製造特性
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 |
---|---|---|---|
SMAW | E60XX | アルゴン/CO2 | 予熱が推奨される |
GMAW | ER70S-6 | アルゴン/CO2 | 良好な溶接特性 |
A373鋼は非常に溶接しやすく、さまざまな溶接プロセスに適しています。溶接中の亀裂のリスクを最小限に抑えるために、予熱が推奨されます。フィラー金属の選択は、溶接の品質に大きな影響を与える可能性があり、互換性のあるフィラーを使用することが溶接部の完全性を維持するために重要です。
加工性
加工パラメータ | [A373鋼] | AISI 1212 | 備考/ヒント |
---|---|---|---|
相対加工性インデックス | 70 | 100 | A373は1212よりも加工性が劣る |
典型的な切削速度(旋削) | 30 m/min | 50 m/min | より良い仕上げのために鋭い工具を使用 |
A373鋼は中程度の加工性を持ち、適切な工具と切削条件で改善できます。最適な結果を得るためには、鋭い工具と適切な切削速度を使用することが重要です。
成形性
A373鋼は、冷間および熱間成形プロセスに優れた成形性を示します。低炭素含有量により、亀裂を生じることなく形状を変更できる特性を持ちます。ただし、冷間成形中の過剰な加工硬化を避けるために注意が必要であり、これは脆さを増す可能性があります。
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 | 主な目的/期待される結果 |
---|---|---|---|---|
焼鈍 | 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F | 1 - 2時間 | 空気 | 延性を改善し、硬度を低下させる |
正規化 | 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F | 1 - 2時間 | 空気 | 粒構造を精練する |
焼鈍や正規化といった熱処理プロセスは、A373鋼の微細構造を大きく変化させ、延性と靭性を高めます。これらのプロセスは内部応力を解消し、構造用途における素材の全体的な性能を改善します。
典型的な用途と最終使用
産業/セクター | 具体的な応用例 | この応用で利用される鋼の主要特性 | 選択の理由(簡潔に) |
---|---|---|---|
建設 | 建物フレーム | 良好な溶接性、適度な強度 | コスト効果が高く、製造が容易 |
インフラ | 橋 | 延性、靭性 | 動的負荷に適している |
製造 | 機械部品 | 加工性、成形性 | 加工および形状変更が容易 |
A373鋼は、コスト効果や製造の容易さから、建設やインフラプロジェクトで一般的に使用されています。その適度な強度と良好な延性により、構造の完全性が重要な応用に適しています。
重要な考慮事項、選択基準、さらなる洞察
特性/プロパティ | A373鋼 | A36鋼 | S235JR鋼 | 簡潔な利点/欠点またはトレードオフのメモ |
---|---|---|---|---|
主要機械特性 | 適度 | 適度 | 適度 | グレード間で類似の特性 |
主要な腐食面 | やや良好 | やや良好 | 良好 | S235JRはより良い腐食抵抗を提供 |
溶接性 | 優れた | 優れた | 良好 | すべてのグレードは溶接可能ですが、A373は優れています |
加工性 | 中程度 | 良好 | 良好 | A36およびS235JRは加工が容易な場合があります |
成形性 | 良好 | 良好 | 良好 | すべてのグレードは良好な成形性を示します |
約相対コスト | 低い | 低い | 低い | コストはグレード間で比較可能 |
典型的な可用性 | 限られた | 広く入手可能 | 広く入手可能 | A373は陳腐化により一般的ではない |
A373鋼をプロジェクトに選択する際には、その機械的特性、腐食抵抗、および可用性を考慮することが不可欠です。良好な溶接性と成形性を提供する一方で、その限られた腐食抵抗は特定の環境での防護措置を必要とする場合があります。さらに、A373鋼の陳腐化は、A36やS235JRなどの現代的な代替品に比べてその可用性を制限する可能性があります。
結論として、A373鋼は歴史的な重要性といくつかの利点があるものの、腐食抵抗や可用性の限界は、エンジニアが新しいプロジェクトのためにより現代的な代替品を検討する要因となる可能性があります。