AISI 1320鋼：特性と主要な用途

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AISI 1320鋼は中炭素合金鋼として分類され、主に強度、靭性、及び延性のバランスで知られています。この鋼種は、炭素を多く含み、マンガン、クロム、ニッケルなどの合金元素を含んでおり、これらが機械的特性やさまざまな用途における全体的な性能を向上させます。

包括的な概要

AISI 1320鋼は中炭素含量が特徴で、通常0.18%から0.23%の範囲です。主な合金元素には、マンガン（0.60%から0.90%）、クロム（0.40%から0.60%）、およびニッケル（0.30%から0.60%）が含まれます。これらの元素は、鋼の焼入れ性、強度、耐摩耗性、及び疲労に対する抵抗を向上させ、さまざまなエンジニアリング用途に適しています。

AISI 1320鋼の最も重要な特性には以下が含まれます：

  • 高強度: 中炭素含量により良好な引張強度を持ち、構造用途に適しています。
  • 良好な靭性: 合金元素が靭性を向上させ、動的荷重にさらされる部品にとって重要です。
  • 延性: AISI 1320は良好な延性を示し、破断なしで変形できるため、製造プロセスにおいて重要です。

利点:
- 強度と延性の優れたバランス。
- 良好な加工性と溶接性。
- 機械的特性を向上させるための熱処理プロセスに適しています。

制限事項:
- ステンレス鋼に比べて耐食性が中程度。
- 脆さを避けるために慎重な熱処理が必要です。

AISI 1320は、機械的特性と汎用性が評価され、自動車部品、機械部品、及び構造部材などさまざまな用途に歴史的に使用されてきました。

代替名、標準、及び同等品

標準団体 指定/等級 出身国/地域 備考/注記
UNS G13200 アメリカ AISI 1320に最も近い同等品
AISI/SAE 1320 アメリカ 一般的に使用される指定
ASTM A29/A29M アメリカ 合金鋼の一般仕様
EN 1.7035 ヨーロッパ 成分に若干の違いがあります
JIS S45C 日本 性質は類似しているが、用途が異なる
DIN C45E ドイツ 比較可能だが、合金元素が異なる

AISI 1320グレードは、AISI 1045やAISI 4140など他の中炭素鋼と比較されることがよくあります。AISI 1045は強度を高めるための炭素含量が高く、AISI 4140はクロム含有量により焼入れ性が向上しています。これらの違いは特定の用途に対する鋼の選定に大きな影響を与えることがあります。

主要特性

化学組成

元素（記号と名称） 割合範囲 (%)
C (炭素) 0.18 - 0.23
Mn (マンガン) 0.60 - 0.90
Cr (クロム) 0.40 - 0.60
Ni (ニッケル) 0.30 - 0.60
Si (シリコン) 0.15 - 0.40
P (リン) ≤ 0.035
S (硫黄) ≤ 0.040

AISI 1320の主要な合金元素は次の重要な役割を果たします：
- マンガン: 焼入れ性と強度を向上させるとともに、鋼の靭性を改善します。
- クロム: 耐食性と焼入れ性を高め、耐摩耗性に寄与します。
- ニッケル: 特に低温アプリケーションで靭性と延性を向上させます。

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) 試験方法の参照基準
引張強度 焼鈍 室温 580 - 700 MPa 84 - 102 ksi ASTM E8
降伏強度 (0.2%オフセット) 焼鈍 室温 350 - 450 MPa 51 - 65 ksi ASTM E8
伸び 焼鈍 室温 20 - 25% 20 - 25% ASTM E8
硬度（ブリネル） 焼鈍 室温 160 - 210 HB 160 - 210 HB ASTM E10
衝撃強度（シャルピー） 焼鈍 -20°C (-4°F) 30 - 50 J 22 - 37 ft-lbf ASTM E23

これらの機械的特性の組み合わせにより、AISI 1320鋼はギア、シャフト、構造部品などの高強度と靭性を必要とする用途に適しています。動的荷重に耐えながら延性を維持できる能力は、多くのエンジニアリング用途において重要です。

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/(hr·ft²·°F)
比熱容量 室温 460 J/kg·K 0.11 BTU/lb·°F
電気抵抗率 室温 0.00065 Ω·m 0.00038 Ω·in

AISI 1320の密度と融点は、高温用途に適していることを示しており、熱伝導率と比熱容量は熱移動を伴う用途において重要です。電気抵抗率が比較的低いため、電気伝導性が必要な用途にも適しています。

耐食性

腐食性物質 濃度 (%) 温度 (°C/°F) 耐性評価 ノート
塩化物 3-5 25°C (77°F) 普通 ピッティングのリスク
硫酸 10 25°C (77°F) 不良 推奨されません
水酸化ナトリウム 50 25°C (77°F) 普通 応力腐食割れのリスク

AISI 1320鋼は、中程度の耐食性を示し、特に塩化物やアルカリ溶液のある環境で脆弱です。塩化物豊富な環境では、ピッティングや応力腐食割れの影響を受けやすく、海洋用途での使用が制限されることがあります。AISI 304やAISI 316のようなステンレス鋼と比較すると、AISI 1320の耐食性は著しく低く、耐食性が重要な用途には適していません。

耐熱性

特性/限界 温度 (°C) 温度 (°F) 備考
最大連続サービス温度 400°C 752°F 長時間の曝露に適しています
最大間欠サービス温度 500°C 932°F 短期間の曝露のみ
スケーリング温度 600°C 1112°F この温度以上で酸化のリスク
クリープ強度の考慮が始まる温度 300°C 572°F 高温でクリープが発生する可能性があります

AISI 1320は高温でも機械的特性を維持し、熱曝露を伴う用途に適しています。ただし、400°Cを超える温度に長時間曝露しないよう注意が必要で、酸化やスケーリングが発生し、材料の完全性に影響を与える可能性があります。

加工特性

溶接性

溶接プロセス 推奨フィラーメタル (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混合 薄い部材に最適
TIG ER80S-Ni アルゴン 予熱が必要
スティック E7018 N/A 現場溶接に適している

AISI 1320は良好な溶接性を示し、適切なフィラーメタルを使用することでその性能を最大限に引き出します。溶接中の割れのリスクを最小限に抑えるため、予熱が推奨されます。溶接後の熱処理は、溶接部の特性をさらに向上させることができます。

加工性

加工パラメータ AISI 1320 AISI 1212 ノート/ヒント
相対加工性インデックス 70% 100% AISI 1212の方が加工しやすい
典型的な切削速度（旋削） 30-40 m/min 50-60 m/min 工具の摩耗に応じて調整

AISI 1320は中程度の加工性を持ち、さまざまな加工操作に適しています。ただし、AISI 1212のような自由加工鋼と比較すると、最適な結果を得るためにはより慎重な取り扱いや切削工具が必要です。

成形性

AISI 1320は冷間および熱間成形が可能で、良好な延性によりさまざまな成形プロセスに適しています。ただし、過度の加工硬化を避けるため、注意が必要で、成形工程中の最小曲げ半径に留意する必要があります。

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 / 予想される結果
焼鈍 700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F 1 - 2時間 空気 硬度を低下させ、延性を向上させる
油冷却 800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F 30分 オイル 硬度を高める
焼入れ 400 - 600 °C / 752 - 1112 °F 1時間 空気 脆さを低下させ、靭性を向上させる

熱処理プロセスはAISI 1320の微細構造と特性に大きく影響します。焼鈍は鋼を柔らかくし、油冷却は硬度を高めます。焼入れは、応力を和らげ靭性を向上させるために重要であり、高応力アプリケーションに適しています。

典型的な用途と最終使用

業界/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 選定理由
自動車 ギア 高強度、靭性 動的荷重に耐える能力
機械 シャフト 延性、加工性 製造の容易さと強度
建設 構造部品 強度、溶接性 荷重支持用途に適している

その他の用途には:
- 航空宇宙部品
- 工具および金型
- ファスナーおよびフィッティング

AISI 1320は、強度、靭性、および加工性の優れたバランスにより、さまざまなエンジニアリングニーズに対して汎用性のある選択肢として選ばれています。

重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 AISI 1320 AISI 4140 AISI 1045 簡潔な長所/短所またはトレードオフの注記
主要な機械的特性 中程度の強度 高強度 中程度の強度 AISI 4140はより高い焼入れ性を提供します
主要な耐食性 普通 良好 普通 AISI 4140は優れた耐食性を持っています
溶接性 良好 普通 良好 AISI 4140は予熱が必要な場合があります
加工性 中程度 中程度 高い AISI 1045は加工が容易です
成形性 良好 普通 良好 AISI 4140は延性が低いです
概算相対コスト 中程度 高い 低い コストは合金元素によって変動します
典型的な入手可能性 一般的 一般的 非常に一般的 AISI 1045は広く入手可能です

AISI 1320を選ぶ際には、その機械的特性、溶接性、およびコスト効果を考慮する必要があります。強度と延性の良好なバランスを提供しますが、高度に腐食性のある環境や極端な焼入れ性が要求される用途には最適ではないかもしれません。市場での入手可能性は一般的に良好で、多くのエンジニアリング用途にとって実用的な選択肢です。

要約すると、AISI 1320鋼は強度、靭性、及び加工性のバランスを提供する汎用性の高い中炭素合金鋼であり、さまざまな業界の広範な用途に適しています。

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    E350スチール（S355JRとしても知られている）は、建設や工学の用途で広く使用される構造用鋼材グレードです。低炭素の軟鋼として分類され、E350は優れた溶接性、良好な加工性、適度な強度を特徴としています。E350の主な合金元素は、炭素（C）、マンガン（Mn）、シリコン（Si）であり、これらが機械的特性と全体的な性能に寄与しています。 包括的な概要 E350鋼は、強度、延性、靭性のバランスが良いため、主に構造用途で使用されます。約350 MPaの降伏強度を持ち、橋や建物など、荷重支持能力が必要なさまざまな工学的用途に適しています。低炭素含有量は溶接性を向上させ、溶接構造物における好ましい選択肢となります。 主な特性： - 強度： E350は、構造用途に適した良好な降伏強度を提供します。 - 延性： 鋼は優れた伸長性を示し、破断することなく変形できます。 - 溶接性： 低炭素含有量は、建設用途において重要な簡単な溶接を促進します。 利点： - 高い強度対重量比により、軽量構造が可能です。 - 優れた溶接性と加工性により、加工コストを削減します。 - 低温でも良好な靭性があり、さまざまな環境条件に適しています。 制限： - 高合金鋼に比べて腐食抵抗が限られており、特定の環境では保護コーティングが必要です。 - 高温での機械的特性が低下するため、高温用途には適していません。 E350鋼は、その汎用性と信頼性により市場において重要な位置を占めており、建設業界の必需品となっています。 別名、基準、および同等品 基準機関 指定/グレード...

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    E350スチール（S355JRとしても知られている）は、建設や工学の用途で広く使用される構造用鋼材グレードです。低炭素の軟鋼として分類され、E350は優れた溶接性、良好な加工性、適度な強度を特徴としています。E350の主な合金元素は、炭素（C）、マンガン（Mn）、シリコン（Si）であり、これらが機械的特性と全体的な性能に寄与しています。 包括的な概要 E350鋼は、強度、延性、靭性のバランスが良いため、主に構造用途で使用されます。約350 MPaの降伏強度を持ち、橋や建物など、荷重支持能力が必要なさまざまな工学的用途に適しています。低炭素含有量は溶接性を向上させ、溶接構造物における好ましい選択肢となります。 主な特性： - 強度： E350は、構造用途に適した良好な降伏強度を提供します。 - 延性： 鋼は優れた伸長性を示し、破断することなく変形できます。 - 溶接性： 低炭素含有量は、建設用途において重要な簡単な溶接を促進します。 利点： - 高い強度対重量比により、軽量構造が可能です。 - 優れた溶接性と加工性により、加工コストを削減します。 - 低温でも良好な靭性があり、さまざまな環境条件に適しています。 制限： - 高合金鋼に比べて腐食抵抗が限られており、特定の環境では保護コーティングが必要です。 - 高温での機械的特性が低下するため、高温用途には適していません。 E350鋼は、その汎用性と信頼性により市場において重要な位置を占めており、建設業界の必需品となっています。 別名、基準、および同等品 基準機関 指定/グレード...

  • 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...

    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...

  • 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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