Q345鋼：特性と主要な用途の概要

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Q345スチールは、その汎用性と強度で広く認識されている中国の構造用鋼グレードです。低炭素合金鋼として分類されるQ345は、主に鉄で構成されており、炭素含有量は通常0.12%から0.20%の範囲です。この低炭素含有量は、優れた溶接性と延性を提供し、高い強度と靭性が要求される構造用途に適しています。

包括的な概要

Q345スチールは、高い引張強度、降伏強度、伸びを含む良好な機械的特性を特徴としています。顕著な荷重とストレスに耐える能力があるため、建設、橋梁、その他の構造用途で広く使用されています。Q345の主な合金元素には、マンガン、シリコン、リンや硫黄などの微量の他の元素が含まれ、全体的な性能が向上します。

利点（長所） 制限（短所）
高い強度対重量比 過酷な環境での腐食抵抗が限られている
優れた溶接性と成形性 高温用途には適していない
良好な衝撃靭性 特性の変動により特定の用途に対して慎重な選定が必要

歴史的に、Q345スチールは建設業界で注目されてきました。特に中国では構造部品の製造に広く使用されています。その市場ポジションは強固で、高性能材料の需要がインフラプロジェクトで増加しています。

代替名、規格、同等品

標準機関 指定/グレード 原産国/地域 備考/注釈
UNS Q345 中国 ASTM A572 Gr. 50 に最も近い等価物
ASTM A572 Gr. 50 アメリカ 成分の小さな差異
EN S355 ヨーロッパ 類似した機械的特性だが、化学組成は異なる
JIS SM490 日本 比較可能だが、靭性要件が厳しい
GB Q345 中国 特定の機械的特性を持つ国家標準

これらの等価グレード間の違いは、特定の応用における性能に大きく影響を与える可能性があります。例えば、Q345とASTM A572 Gr. 50は類似の降伏強度を持っていますが、化学組成が異なり、溶接性や腐食抵抗に影響を与える場合があります。

主要特性

化学組成

元素（記号と名称） 割合範囲（%）
C（炭素） 0.12 - 0.20
Mn（マンガン） 1.00 - 1.60
Si（シリコン） 0.30 - 0.60
P（リン） ≤ 0.045
S（硫黄） ≤ 0.045

Q345の主要合金元素の役割には以下が含まれます：
- マンガン（Mn）：強度と硬化性を向上させ、鋼の全体的な靭性を改善します。
- シリコン（Si）：脱酸剤として作用し、鋼の酸化抵抗を改善します。
- 炭素（C）：強度と硬度を提供しますが、延性を維持するために低量です。

機械的特性

特性 条件/温度 典型値/範囲（メトリック - SI単位） 典型値/範囲（インペリアル単位） テスト方法の参考基準
引張強度 正規化 490 - 610 MPa 71 - 88 ksi ASTM E8
降伏強度（0.2%オフセット） 正規化 345 MPa 50 ksi ASTM E8
伸び 正規化 ≥ 21% ≥ 21% ASTM E8
硬度（ブリネル） 正規化 160 - 210 HB 160 - 210 HB ASTM E10
衝撃強度 -40°C ≥ 27 J ≥ 20 ft-lbf ASTM E23

高い引張強度と降伏強度、高い伸びの組み合わせにより、Q345スチールは機械的負荷が重要な要素である構造用途に適しています。また、低温での靭性により、寒冷気候での使用も可能です。

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 - 7850 kg/m³ 0.284 lb/in³
融点/範囲 - 1425 - 1540 °C 2600 - 2800 °F
熱伝導率 20 °C 50 W/m·K 34.5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
比熱容量 - 0.49 kJ/kg·K 0.12 BTU/lb·°F

密度や熱伝導率などの重要な物理的特性は、構造の完全性と熱管理を伴う用途にとって重要です。比較的高い密度は材料の強度に寄与し、熱伝導率は温度に敏感な環境での性能に影響を与えます。

腐食抵抗

腐食剤 濃度 (%) 温度 (°C/°F) 抵抗評価 備考
大気 - - 普通 保護コーティングなしでは錆に対して感受性がある
塩化物 3-5 20-60 °C (68-140 °F) 悪い ピッティング腐食のリスク
酸 5-10 20-40 °C (68-104 °F) 推奨しない 腐食への感受性が高い
アルカリ 10-20 20-60 °C (68-140 °F) 普通 中程度の抵抗があるが、保護措置が推奨される

Q345スチールは、大気条件下で中程度の腐食抵抗を示します。しかし、塩化物環境ではピッティングに対して感受性があり、適切な保護なしに酸性条件で使用すべきではありません。304や316などのステンレス鋼と比較すると、Q345の腐食抵抗は著しく低く、海洋や非常に腐食性の環境には適していません。

耐熱性

特性/制限 温度 (°C) 温度 (°F) 備考
最大連続作業温度 400 °C 752 °F 構造用途に適している
最大間欠的作業温度 450 °C 842 °F 短期間の露出のみ
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、Q345スチールは約400 °C（752 °F）まで構造的完全性を維持します。これを超えると、酸化と機械的特性の喪失が発生する可能性があり、圧力容器や熱交換器などの高温用途には適していません。

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
SMAW E7018 アルゴン/CO2 予熱を推奨
GMAW ER70S-6 アルゴン/CO2 薄いセクションに適している
FCAW E71T-1 CO2 屋外使用に適している

Q345スチールは、特に低水素電極を使用することで、優れた溶接性で知られています。特に厚いセクションでは、亀裂を避けるために予熱が必要となる場合があります。溶接後の熱処理により、溶接の機械的特性がさらに向上することがあります。

機械加工性

加工パラメータ Q345スチール AISI 1212 備考/ヒント
相対加工性指数 60 100 中程度の加工性
典型的な切削速度（旋削） 30-50 m/min 80-120 m/min 最良の結果のためにカーバイドツールを使用

Q345スチールは中程度の加工性を持ち、適切な工具と切削条件で改善が可能です。旋削作業にはカーバイドツールを推奨し、より良い表面仕上がりと工具の耐久性を実現します。

成形性

Q345スチールは良好な成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスに適しています。大きな亀裂のリスクなく曲げたり形作ったりできますが、仕事硬化を避けるために曲げ半径には注意が必要です。

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 空気または水 延性の向上と硬度の低下
正規化 850 - 900 °C (1562 - 1652 °F) 1時間 空気 結晶構造の精製
急冷 900 - 950 °C (1652 - 1742 °F) 30分 水または油 硬度の向上

正規化や急冷などの熱処理プロセスは、Q345スチールの微細構造を大きく変更し、機械的特性を向上させます。正規化は結晶構造を精製し、急冷は硬度を向上させ、高強度が要求される用途に適しています。

典型的な用途と最終用途

産業/分野 具体的な用途例 この用途で利用される主な鋼の特性 選択理由（簡潔に）
建設 建物のフレーム 高強度、溶接性 構造的完全性
橋梁 橋梁桁 靭性、疲労抵抗 荷重支持能力
機械 重機部品 延性、衝撃抵抗 ストレス下での耐久性
自動車 シャシー部品 成形性、強度 軽量でありながら強い

その他の用途には以下が含まれます：
* - 石油およびガスパイプライン
* - 船舶建造
* - 重機器製造

Q345スチールは、強度、溶接性、およびコスト効果のバランスが取れているため、荷重下での信頼性のある性能が求められる構造部品に最適です。

重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 Q345スチール A572 Gr. 50 S355スチール 簡潔な長所/短所またはトレードオフのメモ
主要機械的特性 高強度 類似 高靭性 Q345はよりコスト効果が高い
主要な腐食面 中程度 より良い 類似 Q345は保護コーティングが必要
溶接性 優れた 良好 良好 Q345は溶接が容易
加工性 中程度 良好 中程度 Q345は慎重な工具が必要
成形性 良好 良好 優れた Q345は成形の汎用性がある
推定相対コスト 低い 中程度 中程度 大規模プロジェクトに対してコスト効果が高い
典型的な入手可能性 高い 中程度 高い Q345は広く入手可能

Q345スチールを選定する際には、コスト効果、入手可能性、特定の用途への適合性が考慮されます。優れた機械的特性を提供する一方で、腐食抵抗は特定の環境で保護措置を必要とする場合があります。また、優れた溶接性と加工性により、多くの構造用途で好まれる選択肢となっています。

結論として、Q345スチールは、強度、延性、コスト効果のバランスを提供する、建設および製造分野で非常に汎用性の高い信頼性のある材料として際立っています。その特性は幅広い用途に適していますが、最適な性能を確保するためには制限について慎重に考慮することが重要です。

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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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