AISI 3130鋼：特性と主要な用途

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AISI 3130鋼は、中炭素合金鋼に分類され、主に強度、靭性、および耐摩耗性の優れたバランスで知られています。この鋼種は、炭素、マンガン、クロムを含む合金元素によって特徴付けられ、それぞれが全体的な特性に寄与しています。炭素含有量は通常0.28%から0.34%の範囲で、マンガンとクロムは重要な量で存在し、硬化性と強度を向上させています。

包括的な概要

AISI 3130鋼は、良好な機械的特性と適度な耐腐食性を必要とする用途で主に使用されます。合金元素は重要な役割を果たします：炭素は硬度と強度を高め、マンガンは靭性と硬化性を強化し、クロムは耐腐食性と耐摩耗特性を改善します。

AISI 3130の最も重要な特徴には、高い引張強度、優れた延性、および優れた加工性が含まれ、さまざまなエンジニアリング用途に適しています。しかし、ステンレス鋼と比較すると耐腐食性が低く、低温での脆性の可能性などの制限があります。

市場では、AISI 3130はその汎用性で認識されており、ギア、シャフト、およびその他の構造部品の製造に一般的に使用されています。歴史的に、自動車や機械などの産業で強度と耐久性が最重要とされる場面で定番となっています。

代替名称、規格、および同等品

規格団体 指定/等級 原産国/地域 備考/コメント
UNS G31300 米国 AISI 4130に最も近い同等品で、成分にわずかな差があります。
AISI/SAE 3130 米国 北米で一般的に使用される指定。
ASTM A29/A29M 米国 合金鋼の一般的な規格。
EN 30CrMo ヨーロッパ 特性が類似した同等品ですが、規格は異なります。
JIS SCM430 日本 成分にわずかな違いのある類似の等級。

AISI 3130とその同等品（例：AISI 4130）の違いは、しばしば合金元素の特定の割合に起因し、硬化性や靭性に影響を与える可能性があります。たとえば、AISI 4130は通常、AISI 3130と比較してクロム含有量が高く、強度と硬化性を向上させ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) 0.28 - 0.34
Mn (マンガン) 0.60 - 0.90
Cr (クロム) 0.40 - 0.60
Si (ケイ素) 0.15 - 0.40
P (リン) ≤ 0.035
S (硫黄) ≤ 0.040

AISI 3130における炭素の主な役割は、硬度と引張強度を高めることであり、マンガンは靭性と硬化性の向上に寄与します。クロムは耐摩耗性を高め、ある程度の耐腐食性を提供し、さまざまな環境で鋼をより耐久性のあるものにしています。

機械的特性

特性 条件/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） 試験方法の基準規格
引張強度 焼戻し 580 - 700 MPa 84 - 102 ksi ASTM E8
降伏強度 (0.2%オフセット) 焼戻し 350 - 450 MPa 51 - 65 ksi ASTM E8
伸び 焼戻し 20 - 25% 20 - 25% ASTM E8
硬度 (ブリネル) 焼戻し 170 - 210 HB 170 - 210 HB ASTM E10
衝撃強度 シャルピー -20°C 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 3130は、自動車部品や機械部品など、動的荷重および構造的完全性要件を含むアプリケーションに適しています。

物理的特性

特性 条件/温度 値（メトリック - SI単位） 値（インペリアル単位）
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 45 W/m·K 31 BTU·in/(hr·ft²·°F)
比熱容量 室温 0.46 kJ/kg·K 0.11 BTU/lb·°F
電気抵抗率 室温 0.0000017 Ω·m 0.0000017 Ω·in

AISI 3130の密度と融点は、高温アプリケーションへの適合性を示している一方、熱伝導率は加工や成形プロセスにおいて良好な熱放散特性を示しています。

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 変動 常温 良好 ピッティング腐食のリスク。
硫酸 10 25/77 不良 推奨されません。
水酸化ナトリウム 50 60/140 良好 応力腐食のリスク。

AISI 3130は、特に大気条件や穏やかな環境下で適度な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や応力腐食割れに対して感受性があり、ステンレス鋼と比較して海洋用途には不向きです。AISI 4140（クロム含有量が高く、耐腐食性が優れている）と比較すると、AISI 3130は腐食環境での保護コーティングや処理が必要になる場合があります。

耐熱性

特性/限界 温度 (°C) 温度 (°F) 備考
最大連続使用温度 400 752 中程度の温度アプリケーションに適しています。
最大間欠使用温度 500 932 短期間の露出のみ。
スケーリング温度 600 1112 この温度を超えると酸化のリスク。
クリープ強度の考慮 450 842 高温で劣化し始めます。

高温では、AISI 3130は強度を維持しますが、酸化やスケーリングが発生する可能性があり、高温アプリケーションでの性能に影響を与えることがあります。適切な熱処理により特性が向上しますが、高温への過度な露出を避けるために注意が必要です。

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 ER70S-6 アルゴン/CO2 予熱が推奨されます。
TIG ER70S-2 アルゴン 溶接後の熱処理が必要です。
手溶接 E7018 N/A 厚い部分に適しています。

AISI 3130は一般的に溶接可能と考えられていますが、亀裂を避けるために予熱が推奨されます。溶接後の熱処理は、応力を緩和し、溶接ゾーンの靭性を改善するのに役立ちます。

加工性

加工パラメーター AISI 3130 AISI 1212 備考/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 m/min 50 m/min 工具の摩耗に合わせて調整。

AISI 3130は良好な加工性を提供しますが、性能を最適化し、摩耗を最小限に抑えるために適切な切削速度と工具を選択することに注意が必要です。

成形性

AISI 3130は冷間および熱間成形が可能であり、良好な延性により複雑な形状が可能です。しかし、成形作業中に亀裂を引き起こす可能性のある過剰な作業硬化を避けるために注意が必要です。最適な結果を得るために、推奨される曲げ半径を遵守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/期待される結果
焼鈍 600 - 700 / 1112 - 1292 1 - 2時間 空気 延性を向上させ、硬度を低下させる。
焼入れ 800 - 850 / 1472 - 1562 30分 油または水 硬度と強度を高める。
焼戻し 400 - 600 / 752 - 1112 1時間 空気 脆性を低下させ、靭性を向上させる。

熱処理中、AISI 3130は金属組織の変化を経て、その微細構造を改善し、機械的特性を向上させます。適切な熱処理は、強度と延性の望ましいバランスを実現するために重要です。

典型的な用途と最終用途

業界/部門 具体的な用途例 この用途で利用される鋼の主要特性 選択理由（簡潔に）
自動車 ギア 高い引張強度、良好な加工性 耐久性と性能が求められる。
機械 シャフト 靭性、耐摩耗性 荷重支持用途に不可欠。
航空宇宙 構造部品 強度対重量比 安全性と効率に重要。

その他の用途には次のものが含まれます：

    • 建設機器
    • 石油およびガス産業の部品
    • 重機の部品

AISI 3130は、要求される強度と耐久性を提供する優れた機械的特性のために、これらの用途で選ばれています。

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 3130 AISI 4140 AISI 1045 簡潔な利点/欠点またはトレードオフの注意点
主要機械特性 中程度の強度 高強度 中程度の強度 AISI 4140は優れた強度を提供します。
主要耐腐食特性 良好 優れた 不良 AISI 4140は腐食環境に優れています。
溶接性 良好 良好 良好 AISI 4140は溶接時により注意が必要です。
加工性 良好 良好 優れた AISI 1045は加工が容易です。
相対コストの概算 中程度 高い 低い コストは合金元素によって異なります。
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 3130を選定する際は、そのコスト効率、入手可能性、および特定の用途に対する適合性を考慮に入れる必要があります。特性の良好なバランスを提供しますが、高強度アプリケーションにはAISI 4140などの代替品がより適している場合があり、機械加工の容易さを重視する場合はAISI 1045が好まれることがあります。

結論として、AISI 3130鋼は、中炭素合金鋼という汎用性の高い材料であり、その良好な機械的特性と適度な耐腐食性からさまざまな産業で広く使われています。適切な選定と処理により、特定の用途での性能を最適化できるため、エンジニアリングや製造において貴重な材料となります。

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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...

    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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