コバルト鋼:特性と主要な用途

Table Of Content

Table Of Content

コバルト鋼は、コバルトを主な合金元素として取り入れた特殊な鋼合金のカテゴリーです。この鋼グレードは、その優れた硬度と耐摩耗性により高速鋼(HSS)として分類されており、切削工具や高性能アプリケーションに特に適しています。コバルトの添加は、鋼の高温下での硬度維持能力を高め、これは高ストレス条件下で動作する工具にとって重要です。

包括的な概要

コバルト鋼は、主にコバルトとともに炭素、クロム、モリブデン、タングステンなどの合金元素のユニークな組み合わせによって特徴づけられます。コバルトの存在は鋼の特性に大きな影響を与え、耐摩耗性と熱安定性を向上させます。コバルト鋼は、高温下でも硬度を保持する能力があり、ドリルビット、フライスカッター、その他の切削工具などのアプリケーションに最適です。

特性 説明
硬度 高硬度であり、熱処理によって通常60 HRCを超えます。
耐摩耗性 微細な微細構造と合金元素による優れた耐摩耗性。
熱安定性 高温下で硬度を維持し、工具の摩耗を減少させます。
靭性 良好な靭性がありますが、他の工具鋼と比べるとやや劣ります。
耐腐食性 中程度; ステンレス鋼ほど耐腐食性はありませんが、炭素鋼よりは優れています。

利点:
- 優れた硬度と耐摩耗性。
- 高温下で特性を保持し、高速アプリケーションに適しています。
- 様々な切削および加工アプリケーションにおいて多用途。

制限:
- 標準工具鋼と比べてコストが高い。
- 硬度のために加工や製造が難しい。
- ステンレス鋼に比べて耐腐食性が限られています。

コバルト鋼は主に、切削工具や産業機械の製造において重要な市場の地位を持っています。その歴史的な重要性は、切削工具の性能を向上させるために初めて開発された20世紀初頭にさかのぼります。

代替名、規格、および同等品

標準機関 指定/グレード 原産国/地域 備考/注記
UNS T15 アメリカ コバルト含有の高速鋼。
AISI/SAE M42 アメリカ モリブデンとコバルトを含む切削工具に最適。
ASTM A600 アメリカ 高速鋼の仕様。
DIN 1.3247 ドイツ M42と同等; 工具製造に使用されます。
JIS SKH51 日本 M42に類似; 高速アプリケーションに使用。

同等グレード間の違いは、硬度、靭性、耐摩耗性などの性能特性に影響を与える合金元素の具体的な割合にあります。例えば、M42とSKH51は似ていますが、M42は一般的にコバルト含有量が高く、高温性能が向上します。

主要特性

化学成分

元素(記号) 割合範囲(%)
炭素(C) 0.90 - 1.05
コバルト(Co) 8.0 - 10.0
クロム(Cr) 3.75 - 4.50
モリブデン(Mo) 1.80 - 2.20
タングステン(W) 5.00 - 6.75

コバルト鋼におけるコバルトの主な役割は、高温での硬度と耐摩耗性を向上させることです。クロムは全体的な靭性と耐腐食性に寄与し、モリブデンとタングステンは鋼が高ストレス条件に耐える能力を改善します。

機械的特性

特性 条件/状態 典型的な値/範囲(メートル法) 典型的な値/範囲(インペリアル) 試験方法の参考標準
引張強度 焼きなまし 1,200 - 1,400 MPa 174 - 203 ksi ASTM E8
降伏強度(0.2%オフセット) 焼きなまし 1,000 - 1,200 MPa 145 - 174 ksi ASTM E8
伸び 焼きなまし 5 - 10% 5 - 10% ASTM E8
硬度(HRC) 焼き入れ及び焼き戻し 60 - 65 HRC 60 - 65 HRC ASTM E18
衝撃強度 室温 20 - 30 J 15 - 22 ft-lbf ASTM E23

高い引張強度と降伏強度、優れた硬度の組み合わせにより、コバルト鋼は特に切削工具や産業機械など、高い機械的負荷と構造的完全性を要求される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(メートル法) 値(インペリアル)
密度 室温 8.2 g/cm³ 0.297 lb/in³
溶融点 - 1,400 - 1,500 °C 2,552 - 2,732 °F
熱伝導率 室温 25 W/m·K 14.5 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 0.06 µΩ·m 0.06 µΩ·in

コバルト鋼の高密度と高い溶融点は、高温アプリケーションでの耐久性と性能に貢献します。熱伝導率は中程度であり、切削工具の熱放散に有益です。

耐腐食性

腐食性物質 濃度(%) 温度(°C/°F) 耐性等級 備考
塩素化合物 3 - 10 20 - 60 / 68 - 140 良好 ピッティング腐食のリスク。
硫酸 5 - 20 20 - 40 / 68 - 104 不良 使用は推奨されません。
水酸化ナトリウム 10 - 30 20 - 60 / 68 - 140 良好 応力腐食に敏感。

コバルト鋼は、中程度の耐腐食性を示し、特に塩素化合物に対してですが、ステンレス鋼ほど耐腐食性はありません。特に酸やアルカリにさらされる厳しい環境下では、ピッティングや応力腐食割れに対して敏感です。

他の鋼グレード、例えばステンレス鋼(例:304または316)と比較すると、コバルト鋼は腐食に対して耐性が劣りますが、硬度と耐摩耗性は優れています。これにより、腐食環境にさらされない可能性のある切削工具の選択肢として好まれます。

熱抵抗

特性/限界 温度(°C) 温度(°F) 備考
最大連続使用温度 600 1,112 高速アプリケーションに適しています。
最大間欠使用温度 700 1,292 短時間の曝露に耐えられます。
スケーリング温度 800 1,472 この温度を超えると酸化のリスクがあります。

コバルト鋼は、昇温時に優れた性能を発揮し、硬度と構造的完全性を維持します。しかし、800 °C(1,472 °F)を超える温度では、酸化のリスクがあり、性能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 推奨フィラー金属(AWS分類) 典型的な保護ガス/フラックス 備考
TIG ERCoCr-A アルゴン 亀裂を避けるために予熱を推奨。
MIG ERCoCr-B アルゴン/二酸化炭素混合ガス 熱入力の注意深い制御が必要。

コバルト鋼は溶接可能ですが、亀裂を避けるためには特定のフィラー金属と技術を必要とします。溶接前に予熱を行うことがしばしば推奨され、熱ショックのリスクを低減します。溶接後の熱処理も、応力を緩和するために必要な場合があります。

加工性

加工パラメータ コバルト鋼 基準鋼(AISI 1212) 備考/ヒント
相対加工性指数 50 100 コバルト鋼は加工が難しいです。
典型的な切削速度(旋削) 30 m/min 60 m/min 最良の結果を得るためにカーバイド工具を使用。

コバルト鋼はその硬度により加工に困難をもたらします。高速度鋼またはカーバイド工具の使用を推奨し、効率的な加工を達成するために切削速度と送りを最適化することが望まれます。

成形性

コバルト鋼は、成形性が特に良好とは言えません。高硬度のため冷間成形は限られていますが、温間成形は温度条件を注意深く管理することで行うことができます。この材料は顕著な工作硬化を示し、成形プロセスを複雑にする可能性があります。

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
焼きなまし 700 - 800 / 1,292 - 1,472 1 - 2時間 空気または油 応力を緩和し、加工性を改善。
硬化 1,000 - 1,200 / 1,832 - 2,192 30分 油または空気 硬度と耐摩耗性を向上。
焼き戻し 500 - 600 / 932 - 1,112 1時間 空気 脆さを低下させ、靭性を向上。

熱処理中にコバルト鋼は重要な金属組織の変化を経ます。硬化は硬度と耐摩耗性を向上させ、一方で焼き戻しは脆さを減少させ、実用的なアプリケーションに対する靭性を高めます。

典型的なアプリケーションと最終用途

業界/セクター 具体的なアプリケーション例 このアプリケーションで活用される鋼の特性 選択の理由(簡潔に)
航空宇宙 タービンブレード 高硬度、熱安定性 高温下での性能。
自動車 切削工具 耐摩耗性、靭性 高ストレス環境での耐久性。
製造業 ドリルおよびフライスカッター 硬度、耐摩耗性 工具の長寿命と性能。

その他のアプリケーションには:
- 石油とガス: 探査用ドリルビット。
- 医療機器: 高精度と耐久性を必要とする外科用器具。

コバルト鋼は、極限条件下での性能維持能力により、信頼性と長寿命を確保するためにこれらのアプリケーションで選択されます。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 コバルト鋼 代替グレード1 (M2) 代替グレード2 (A2) 簡潔な利点/欠点またはトレードオフノート
主要機械的特性 高硬度 良好な靭性 中程度の硬度 コバルト鋼は硬度において優れていますが、脆くなる可能性があります。
主要腐食特性 中程度 中程度 良好 コバルト鋼はA2よりも耐腐食性が劣ります。
溶接性 難しい 中程度 良好 M2はコバルト鋼よりも溶接が容易です。
加工性 低い 中程度 高い コバルト鋼はA2よりも加工が難しいです。
相対コストの概算 高い 中程度 低い コバルト鋼は合金元素のためコストが高くなります。
典型的な入手可能性 中程度 高い 高い コバルト鋼はA2よりも入手しにくい場合があります。

コバルト鋼を選択する際は、コスト効果、供給可能性、および具体的なアプリケーション要件を考慮する必要があります。優れた硬度と耐摩耗性を提供する一方で、その加工性および溶接性には課題があるため、高性能アプリケーションでの利益と比較させる必要があります。また、設計や製造プロセス中に脆性の可能性などの安全性に関する考慮も必要です。

要約すると、コバルト鋼は要求の厳しいアプリケーションで優れている高性能材料であり、耐久性と信頼性を求めるエンジニアや製造業者にとって貴重な選択肢です。

ブログに戻る

3件のコメント

Getting it sane, like a mistress would should
So, how does Tencent’s AI benchmark work? Prime, an AI is foreordained a adjoining name to account from a catalogue of closed 1,800 challenges, from edifice materials visualisations and царствование завернувшемуся способностей apps to making interactive mini-games.

At the unvaried again the AI generates the jus civile ‘urbane law’, ArtifactsBench gets to work. It automatically builds and runs the jus gentium ‘prevalent law’ in a non-toxic and sandboxed environment.

To awe how the guidance behaves, it captures a series of screenshots ended time. This allows it to corroboration against things like animations, have doubts changes after a button click, and other high-powered p feedback.

In the form, it hands atop of all this submit – the autochthonous solicitation, the AI’s jurisprudence, and the screenshots – to a Multimodal LLM (MLLM), to law as a judge.

This MLLM deem isn’t reputable giving a inexplicit философема and as contrasted with uses a tangled, per-task checklist to sacrificial lamb the d‚nouement upon across ten unravel metrics. Scoring includes functionality, antidepressant affair, and absolve with aesthetic quality. This ensures the scoring is fair, in closeness, and thorough.

The conceitedly idiotic is, does this automated reviewer without a doubt pilfer watchful taste? The results row-boat it does.

When the rankings from ArtifactsBench were compared to WebDev Arena, the gold-standard listing where bona fide humans ballot on the most suited AI creations, they matched up with a 94.4% consistency. This is a massy get in touch with it from older automated benchmarks, which solely managed on all sides of 69.4% consistency.

On utmost of this, the framework’s judgments showed across 90% reasoning power with conclusive compassionate developers.
[url=https://www.artificialintelligence-news.com/]https://www.artificialintelligence-news.com/[/url]

MichaelSlign

Getting it scatter someone his, like a wench would should
So, how does Tencent’s AI benchmark work? Earliest, an AI is liable a skilful undergo to account from a catalogue of during 1,800 challenges, from edifice judge visualisations and царство беспредельных возможностей apps to making interactive mini-games.

Split stand-in the AI generates the rules, ArtifactsBench gets to work. It automatically builds and runs the practices in a coffer and sandboxed environment.

To contemplate how the citation behaves, it captures a series of screenshots ended time. This allows it to corroboration respecting things like animations, mother country changes after a button click, and other high-powered consumer feedback.

At depths, it hands atop of all this farm out impropriety – the original at aeons ago, the AI’s pandect, and the screenshots – to a Multimodal LLM (MLLM), to law as a judge.

This MLLM deem isn’t blame giving a inexplicit тезис and as contrasted with uses a brolly, per-task checklist to armies the consequence across ten conflicting metrics. Scoring includes functionality, landlady circumstance, and the hundreds of thousands with aesthetic quality. This ensures the scoring is respected, in harmonize, and thorough.

The sizeable doubtlessly is, does this automated materialize to a termination justifiably rip misguided domination of allowable taste? The results finance it does.

When the rankings from ArtifactsBench were compared to WebDev Arena, the gold-standard aura where genuine humans мнение on the choicest AI creations, they matched up with a 94.4% consistency. This is a elephantine brouhaha from older automated benchmarks, which at worst managed in all directions from 69.4% consistency.

On extraordinarily of this, the framework’s judgments showed greater than 90% concurrence with able kindly developers.
[url=https://www.artificialintelligence-news.com/]https://www.artificialintelligence-news.com/[/url]

Antoniopal

Getting it convenient, like a big-hearted would should
So, how does Tencent’s AI benchmark work? Maiden, an AI is confirmed a inspired ass from a catalogue of to the make 1,800 challenges, from order fit of words visualisations and царствование безграничных способностей apps to making interactive mini-games.

In this day the AI generates the pandect, ArtifactsBench gets to work. It automatically builds and runs the regulations in a all right and sandboxed environment.

To point how the assiduity behaves, it captures a series of screenshots on time. This allows it to through against things like animations, avow changes after a button click, and other unequivocal patron feedback.

Conclusively, it hands atop of all this offer – the firsthand at aeons ago, the AI’s pandect, and the screenshots – to a Multimodal LLM (MLLM), to underscore the involvement as a judge.

This MLLM chairwoman isn’t drab giving a emptied философема and prefer than uses a wink, per-task checklist to swarms the d‚nouement upon across ten diversified metrics. Scoring includes functionality, consumer sampler, and bashful aesthetic quality. This ensures the scoring is open-minded, in conformance, and thorough.

The steadfast property is, does this automated judge definitely have unbiased taste? The results barrister it does.

When the rankings from ArtifactsBench were compared to WebDev Arena, the gold-standard approach where existent humans мнение on the choicest AI creations, they matched up with a 94.4% consistency. This is a herculean at ages from older automated benchmarks, which at worst managed hither 69.4% consistency.

On nadir of this, the framework’s judgments showed in over-abundance of 90% concurrence with maven perchance manlike developers.
[url=https://www.artificialintelligence-news.com/]https://www.artificialintelligence-news.com/[/url]

Antoniopal

コメントを残す