S235JR鋼：特性と主要な用途の説明

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S235JR鋼は、低炭素軟鋼のカテゴリに属するヨーロッパの構造用鋼のグレードです。主に優れた溶接性と機械加工性によって特徴づけられ、さまざまな建設および工学用途で人気のある選択肢となっています。S235JRの主な合金元素には、炭素 (C)、マンガン (Mn)、シリコン (Si) が含まれており、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

S235JRは、特に建設および構造用の用途向けに設計された非合金構造用鋼として分類されています。指定「S235」は、最小降伏強度が235 MPaであることを示し、一方「JR」サフィックスは、鋼が20°CでシャルピーVノッチ衝撃試験を受けたことを示します。この鋼グレードは、高い延性と靭性を含む良好な機械的特性で広く認識されており、構造的完全性に不可欠です。

S235JR鋼の利点には、建設プロジェクトにおいて容易に加工および組み立てができる優れた溶接性が含まれます。また、入手可能でコスト効果も高いため、多くのエンジニアや建築家に好まれる選択肢となっています。しかし、その限界は、より高合金鋼と比較して腐食抵抗が低いことであり、特定の環境では保護コーティングが必要になることがあります。

歴史的に、S235JRは特にヨーロッパの建設業界で重要な役割を果たしてきました。橋や建物などのさまざまな用途で使用されてきました。その市場での一般的な人気は、容易に調達できることを保証し、構造的用途に信頼できる選択肢となります。

代替名称、規格、および同等物

標準機関 指定/グレード 発祥国/地域 注釈/備考
EN S235JR ヨーロッパ ASTM A36に最も近い同等物
ASTM A36 アメリカ 軽微な組成の違い
UNS K02600 アメリカ S235JRに相当
DIN St37-2 ドイツ 歴史的同等物
JIS SS400 日本 類似の特性だが異なる規格
ISO 630 S235JR 国際 標準化された指定

上記の表は、S235JR鋼のさまざまな規格および同等物を示しています。特筆すべきは、ASTM A36がしばしば同等物と見なされる一方で、化学組成や機械的特性にわずかな違いがあり、特定の用途での性能に影響を与える可能性があることです。これらのニュアンスを理解することは、エンジニアリングプロジェクトの材料を選択する際に重要です。

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) 0.10 - 0.40
P (リン) ≤ 0.045
S (硫黄) ≤ 0.045

S235JR鋼の主な合金元素は、その特性において重要な役割を果たします。炭素は強度と硬度を高め、マンガンは靭性と硬化性を改善します。シリコンは製鋼時の脱酸に寄与し、昇温時の強度を向上させることができます。

機械的特性

特性 状態/温度 典型的な値/範囲（メートル法 - SI単位） 典型的な値/範囲（帝国単位） 試験方法の基準規格
降伏強度（0.2%オフセット） 熱間圧延 235 MPa 34.1 ksi EN 10002-1
引張強度 熱間圧延 360 - 510 MPa 52.2 - 73.8 ksi EN 10002-1
延性 熱間圧延 ≥ 26% ≥ 26% EN 10002-1
断面積の減少 熱間圧延 ≥ 50% ≥ 50% EN 10002-1
硬度（ブリネル） 熱間圧延 ≤ 170 HB ≤ 170 HB EN 10003-1
衝撃強度 シャルピーVノッチ ≥ 27 J at -20°C ≥ 20 ft-lbf at -4°F 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。その降伏強度と引張強度は十分な耐荷重能力を提供し、延性と断面積の減少は良好な延性を示し、破壊なく変形することを可能にします。これらの特性は、動的荷重を受ける構造物にとって重要です。

物理的特性

特性 状態/温度 値（メートル法 - SI単位） 値（帝国単位）
密度 室温 7850 kg/m³ 490 lb/ft³
融点 - 1420 - 1460 °C 2588 - 2660 °F
熱伝導率 室温 50 W/(m·K) 34.5 BTU/(hr·ft²·°F)
比熱容量 室温 490 J/(kg·K) 0.117 BTU/(lb·°F)
電気抵抗率 室温 0.0000017 Ω·m 0.0000017 Ω·ft
熱膨張係数 室温 11 x 10⁻⁶ /K 6.1 x 10⁻⁶ /°F

S235JRの主要な物理特性は、密度や熱伝導率などで、熱管理を伴う用途において重要です。密度は材料の重さを示し、構造計算において重要であり、熱伝導率は高温にさらされる構造ビームなどの用途での熱放散に影響を与えます。

腐食抵抗

腐食因子 濃度 (%) 温度 (°C/°F) 耐性評価 ノート
大気 - - 普通 保護なしでの錆のリスク
塩素化物 - - 不良 ピッティング腐食に対して感受性あり
酸 - - 不良 酸性環境には推奨されない
アルカリ - - 普通 中程度の耐性、しかし理想的ではない
有機溶剤 - - 良好 一般的に耐性あり

S235JR鋼は、大気腐食に対して普通の耐性を示しますが、特に塩素や酸を含むより攻撃的な環境には感受性があります。この感受性は、そのような条件にさらされる用途で保護コーティングや処理が必要であることを意味します。腐食抵抗に優れたステンレス鋼S304と比較すると、S235JRは腐食環境での使用に慎重に考慮する必要があります。

熱耐性

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
最大断続的使用温度 500 °C 932 °F 短期間の露出のみ
スケーリング温度 600 °C 1112 °F 高温での酸化リスク

高温において、S235JRは約400 °Cまで構造的完全性を維持しますが、それを超えると強度を失い始める可能性があります。600 °Cを超える温度では酸化のリスクが大幅に増加し、保護措置なしで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 ノート
MIG ER70S-6 アルゴン + CO2 混合 薄い部分に良好
TIG ER70S-2 アルゴン 精密溶接に優れる
SMAW E7018 - 一般的な加工に適している

S235JRは、その優れた溶接性が知られており、MIG、TIG、およびSMAWなどのさまざまな溶接プロセスに適しています。20 mmまでの厚さでは一般的に事前加熱は必要ありませんが、より厚い部分では残留応力を解放するために溶接後の熱処理が必要となることがあります。

機械加工性

機械加工パラメータ S235JR AISI 1212 ノート/ヒント
相対機械加工指数 70 100 良好な機械加工性
典型的な切削速度 (旋削) 80 m/min 120 m/min 工具に基づいて調整する

S235JRは良好な機械加工性を示し、効率的な切断や成形が可能です。最適な条件には、鋭い工具と適切な切削速度を使用して工具の摩耗を最小限に抑え、希望する表面仕上げを達成することが含まれます。

成形性

S235JRは優れた成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスの両方に適しています。重大な亀裂のリスクなしに、容易に曲げたり、打ち抜いたり、形状を作成したりできます。材料の延性により、複雑な形状を必要とする用途での大幅な変形が可能です。

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 / 1112 - 1292 1 - 2 時間 空気 延性を改善し、硬度を低下させる
ノーマライジング 850 - 900 / 1562 - 1652 1 - 2 時間 空気 粒構造を精製する
焼入れ + 焼戻し 850 - 900 / 1562 - 1652 1 時間 油/水 強度と靭性を高める

アニーリングやノーマライジングなどの熱処理プロセスは、S235JRの微細構造を大きく変えることができ、その機械的特性を向上させます。アニーリングは延性を改善し、ノーマライジングは粒構造を精製し、靭性を向上させます。

典型的な用途と最終用途

産業/部門 特定の用途例 この用途で利用される鋼の特性 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 シャーシ部品 延性、機械加工性 複雑な形状と組立を可能にする
製造 機械フレーム 靭性、衝撃抵抗 耐久性と安全性に必要
造船 船体構造 腐食抵抗、強度 海洋用途に不可欠

S235JRは、好ましい機械的特性と加工の容易さから、建設、自動車、製造、造船産業で広く使用されています。その動的荷重やコスト効果に耐える能力は、さまざまな構造用途での選択肢として好まれています。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 S235JR A36 S355JR 簡潔な利点/欠点またはトレードオフのノート
主要機械的特性 降伏強度: 235 MPa 降伏強度: 250 MPa 降伏強度: 355 MPa S355JRはより高い強度を提供します
主要腐食面 普通 普通 普通 3つのグレードすべてが腐食環境での保護を必要とします
溶接性 優れた 良好 良好 すべてのグレードが溶接可能ですが、S235JRはより簡単です
機械加工性 良好 良好 普通 S235JRはS355JRよりも加工が容易です
成形性 優れた 良好 良好 S235JRはより複雑な形状を許容します
概算相対コスト 低い 低い 中程度 S235JRは一般的に費用対効果が高いです
典型的な入手可能性 高い 高い 中程度 S235JRはヨーロッパで広く入手可能です

S235JRをプロジェクトに選定する際の考慮事項には、機械的特性、腐食抵抗、溶接性、コスト効果が含まれます。多用途で経済的な選択肢である一方、エンジニアは特定の用途要件と環境条件を評価して最適な性能を確保する必要があります。さらに、S235JRが容易に入手可能である一方、より高い強度を必要とする用途にはS355JRなどの代替グレードがより適している場合があります。

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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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