S235JR鋼：特性と主要な用途

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1.0037鋼（S235JR）は、建設およびエンジニアリング用途で広く使用される低炭素構造鋼のグレードです。ヨーロッパ標準EN 10025の下に分類されるS235JRは、良好な溶接性、加工性、および全体的な構造的完全性で知られています。S235JRの主成分は炭素で、最大炭素含有率は0.20%であり、これがその強度と延性に寄与しています。この鋼のグレードは、梁、柱、プレートなどの構造部品の製造によく使用されます。

総合的な概要

S235JRは低炭素軟鋼に分類され、多様な構造用途に適しています。その化学組成は主に鉄（Fe）で構成され、その少量の炭素やマンガン（Mn）やシリコン（Si）などの他の合金元素が含まれています。これらの元素の存在はその機械的特性を向上させ、エンジニアや製造業者にとって多用途の選択肢となっています。

主な特性：
- 強度：S235JRは最小降伏強度235 MPaを示し、多くの構造用途に適しています。
- 延性：この鋼の低炭素含有量は良好な伸びと断面積の減少を可能にし、形成や成形が容易です。
- 溶接性：S235JRは優れた溶接性で知られ、事前加熱なしでも簡単に接合できる。

利点：
- 大規模な建設プロジェクトに対してコスト効率が良い。
- 様々な形状とサイズで容易に入手可能。
- 構造的完全性のための良好な機械的特性を持つ。

制限：
- 高合金鋼と比較して耐食性が限られている。
- 高温環境では強度が低下するため、高温アプリケーションには適していない。

歴史的に、S235JRは建設業界の必需品であり、力強さ、延性、コストの好ましいバランスから橋、建物、その他のインフラプロジェクトの製造に頻繁に使用されてきました。

代替名、基準、同等品

標準機関 指定/グレード 発祥国/地域 備考/注記
UNS K02401 アメリカ S235JRの最も近い同等品
AISI/SAE - アメリカ -
ASTM A36 アメリカ 類似の特性、ただし化学組成が異なる
EN S235JR ヨーロッパ 標準指定
DIN St37-2 ドイツ 類似の特性、若干の組成の違い
JIS SS400 日本 比較可能だが、降伏強度が異なる
GB Q235 中国 類似の用途を持つ同等グレード
ISO S235JR 国際 標準指定

上記の表は、S235JRのさまざまな基準および同等グレードを示しています。特に、ASTM A36やDIN St37-2などのグレードはしばしば同等と見なされますが、特定の用途における性能に影響を与える可能性のある化学組成や機械的特性に微妙な違いがある場合があることに注意してください。

主な特性

化学組成

元素（記号と名称） 含有率範囲（%）
C（炭素） 0.12 - 0.20
Mn（マンガン） 0.30 - 0.60
Si（シリコン） 0.10 - 0.40
P（リン） ≤ 0.045
S（硫黄） ≤ 0.045

S235JRにおける炭素の主な役割は、その強度と硬さを向上させることです。マンガンは硬化性および引張強度の改善に寄与し、シリコンは製鋼中の脱酸に役立ち、強度を高めます。リンと硫黄の含有量の低さは、良好な延性と溶接性を確保するために重要です。

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） 試験方法の参照標準
降伏強度（0.2% オフセット） 熱間圧延 室温 235 MPa 34.1 ksi EN 10002-1
引張強度 熱間圧延 室温 360 - 510 MPa 52.2 - 73.8 ksi EN 10002-1
伸び 熱間圧延 室温 ≥ 20% ≥ 20% EN 10002-1
断面積の減少 熱間圧延 室温 ≥ 40% ≥ 40% EN 10002-1
硬度（ブリネル） 熱間圧延 室温 ≤ 160 HB ≤ 160 HB EN 10003-1
衝撃強度 シャルピーVノッチ -20°C（-4°F） ≥ 27 J ≥ 20 ft-lbf EN 10045-1

S235JRの機械的特性は、さまざまな構造用アプリケーションに適しています。その降伏強度は、著しい荷重に耐えることを可能にし、伸びと断面積の減少は良好な延性を示し、形成や溶接プロセスに最適です。低温での衝撃強度は、寒冷環境での性能を確保します。

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 - 1420 - 1540 °C 2590 - 2810 °F
熱伝導率 室温 50 W/m·K 34.5 BTU·in/h·ft²·°F
比熱容量 室温 0.49 kJ/kg·K 0.12 BTU/lb·°F
電気抵抗 室温 0.0000175 Ω·m 0.000011 Ω·in
熱膨張係数 室温 11.0 x 10⁻⁶/K 6.1 x 10⁻⁶/°F

S235JRの密度は、構造鋼に典型的な相対的に重い材料であることを示しています。その融点範囲は、液体状態に移行する前に高温に耐えられることを示しています。熱伝導率と比熱容量は、S235JRが熱を効果的に散逸できることを示唆し、熱管理が重要なアプリケーションに適しています。

耐食性

腐食性物質 濃度（%） 温度（°C/°F） 耐性評価 ノート
大気 - - 普通 保護コーティングなしで錆に脆弱
塩化物 - - 悪い ピッティング腐食のリスク
酸 - - 悪い 酸性環境には推奨されない
アルカリ - - 普通 中程度の耐性だが、保護対策が推奨される
有機物 - - 良好 一般的に有機溶剤に耐性がある

S235JRは中程度の耐食性を示し、多くのアプリケーションに適していますが、過酷な環境では保護対策が必要です。その大気条件での錆の脆弱性は、屋外アプリケーションに対してコーティングやメッキの使用を必須にします。S355やステンレス鋼のような高合金鋼と比較すると、S235JRの耐食性は限られており、特に塩化物が豊富な環境でのピッティングが発生する可能性があります。

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 構造用途に適している
最大間欠使用温度 500 °C 932 °F 高温での限られた使用
スケーリング温度 600 °C 1112 °F 高温での酸化リスク
クリープ強度考慮 300 °C 572 °F 高温でクリープが懸念される場合があります。

S235JRは高温で適切に機能しますが、400 °C（752 °F）を超えるとその機械的特性が大幅に劣化する可能性があります。この制限により、高熱負荷や高温への長時間のさらなる曝露を伴うアプリケーションには不向きです。高温での酸化やスケーリングのリスクは、設計や材料選定において慎重な考慮を必要とします。

加工特性

溶接性

溶接プロセス 推奨されるフィラー金属（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 薄いセクションに適している
TIG ER70S-2 アルゴン 精密溶接に優れている
SMAW E7018 - 厚いセクションに適している

S235JRはその優れた溶接性で知られ、多くの溶接プロセスのための好ましい選択肢です。事前加熱は通常必要ありませんが、溶接後の熱処理がストレスを軽減するために有益です。一般的な欠陥にはポロシティやアンダーカットが含まれ、適切な技術とフィラーの選択で最小限に抑えることができます。

加工性

加工パラメータ S235JR AISI 1212 ノート/ヒント
相対的加工性指数 70% 100% 構造用途に適した良好な加工性
典型的な切削速度（旋削） 80 m/min 120 m/min ツーリングとセットアップに基づいて調整する

S235JRは良好な加工性を示し、さまざまな加工操作で効率的な処理が可能です。最適な条件には、鋭いツールを使用し、摩耗を最小限に抑え、所望の表面仕上げを達成するための適切な切削速度を使用することが含まれます。

成形性

S235JRは非常に成形可能であり、冷間および熱間成形プロセスに適しています。その低炭素含有量により、亀裂なしに大幅な変形が可能です。この鋼は曲げ、巻き、さまざまな形状に成形することができ、推奨される曲げ半径は通常、材料の厚さの2〜3倍です。

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
アニーリング 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F 1 - 2時間 空気または水 延性を改善し、硬さを減少させる
ノーマライズ 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F 1 - 2時間 空気 結晶構造を改善し、強度を高める
焼入れおよび焼戻し 850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F 1時間 油または水 硬さと強度を増加させる

アニーリングやノーマライズの熱処理プロセスは、S235JRの微細構造を大幅に変化させ、その機械的特性を改善します。アニーリングは延性を改善し、ノーマライズは結晶構造を精製し、強度と靭性を向上させます。

典型的な応用および最終用途

産業/セクター 具体的な応用例 このアプリケーションで利用される主要な鋼の特性 選択理由（簡潔に）
建設 構造ビーム 高い降伏強度、良好な溶接性 荷重支持構造に不可欠
自動車 シャシー部品 延性、加工性 軽量で強力な材料が必要
製造業 機械フレーム 強度、成形性 特注形状と高強度が必要
造船 船体構造 耐食性、溶接性 海洋環境に対して耐久性があり強力

建設において、S235JRはその強度と延性のバランスから構造用途に理想的です。自動車産業では、その加工性と成形性により、高い強度を維持しつつ複雑な形状の製造が可能です。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 S235JR S355 A36 簡潔な利点/欠点またはトレードオフノート
主要な機械的特性 降伏強度：235 MPa 降伏強度：355 MPa 降伏強度：250 MPa S355は高強度だが、コストが高い
主要な耐食性側面 普通 良好 普通 S355は合金含有量が多いためより良い耐食性を持つ
溶接性 優れた 良好 良好 すべてのグレードは溶接可能だが、S235JRが最も簡単
加工性 良好 普通 良好 S235JRはS355よりも加工が容易
成形性 優れた 良好 良好 S235JRは炭素含有量が低いため成形しやすい
相対コストの概算 低い 中程度 低い S235JRは大規模プロジェクトに対してコスト効率が良い
典型的な入手可能性 高い 中程度 高い S235JRはさまざまな形態で広く入手可能

S235JRを選定する際の考慮事項には、コスト効率、入手可能性、およびアプリケーションに必要な特定の機械的特性が含まれます。S355はより高い強度を提供しますが、S235JRは特性のバランスと低コストのため多くの構造用途で人気の選択肢です。その優れた溶接性と加工性は、エンジニアや製造業者にとって多用途のオプションとなります。

要約すると、S235JRは広く使用される低炭素構造鋼であり、強度、延性、コスト効率の組み合わせを提供し、建設、製造、自動車産業におけるさまざま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...

  • 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...

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    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...

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  • 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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