S355JR鋼：特性および主要な用途の概要

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S355JR鋼は、EN 10025規格に基づくヨーロッパの構造用鋼グレードです。これは低炭素構造用鋼として分類され、主に建設および工学用途で使用されます。この鋼の組成は、鉄、炭素、その他の合金元素のバランスの取れた混合物を含み、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

S355JRは、その優れた溶接性、加工性、高強度に特徴づけられ、さまざまな構造用途に人気のある選択肢です。S355JR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、これらは強度と延性を高めます。典型的な炭素含量は最大0.20%に制限され、マンガン含量は1.0%から1.6%の範囲です。この組成により、S355JRは最小降伏強度355 MPaを達成できるため、「S355」という名称が付けられています。

S355JR鋼の利点には、その優れた機械的特性が含まれ、比較的低い重量で堅牢な構造の建設を可能にします。良好な溶接性により、さまざまな加工プロセスに適しており、板、部材、棒など、さまざまな形態で入手可能です。しかし、S355JRには制限があり、特に高合金鋼と比較した場合の耐腐食性については注意が必要です。適切な保護コーティングなしで、非常に腐食性の環境での使用は推奨されません。

歴史的に、S355JRは欧州市場で重要な役割を果たしており、建設プロジェクト、橋梁、および重機の標準的な材料として使用されてきました。その一般的な使用と信頼性は、エンジニアや建築家の共通の選択肢となっています。

代替名、規格、および同等物

標準機関 指定/グレード 発祥国/地域 備考
UNS K02001 アメリカ 最も近い同等品
ASTM A572 Grade 50 アメリカ 類似の特性のもと、異なる化学組成
DIN St 52-3 ドイツ わずかな組成の違い
JIS SM490A 日本 比較可能な強度、異なる衝撃特性
ISO S355JR 国際 EN 10025の下で標準化

上記の表は、S355JRに対するさまざまな規格および同等のグレードを強調しています。これらのグレードは同等と見なされる場合がありますが、化学組成や機械的特性の微妙な違いが特定の用途における性能に影響を与える可能性があります。たとえば、ASTM A572 Grade 50は、より高いリン含量を持ち、これが溶接性と耐腐食性に影響を与え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） 0.12 - 0.20
Mn（マンガン） 1.0 - 1.6
Si（シリコン） 0.0 - 0.5
P（リン） ≤ 0.045
S（硫黄） ≤ 0.045
N（窒素） ≤ 0.012

S355JRの主要な合金元素の役割は以下の通りです：
- 炭素（C）: 強度と硬度を増加させるが、延性を低下させる場合があります。
- マンガン（Mn）: 鍛造性を向上させ、特に溶接接合部のタフネスを改善します。
- シリコン（Si）: 製鋼時に脱酸剤として機能し、強度に寄与します。

機械的特性

特性 条件/状態 典型的な値/範囲（メートル法 - SI単位） 典型的な値/範囲（インペリアル単位） 試験方法の参考標準
降伏強度（0.2%オフセット） 正規化 355 MPa 51.5 ksi EN 10002-1
引張強度 正規化 470 - 630 MPa 68 - 91 ksi EN 10002-1
伸び 正規化 ≥ 21% ≥ 21% EN 10002-1
面積の減少 正規化 ≥ 25% ≥ 25% EN 10002-1
硬度（ブリネル） 正規化 ≤ 197 HB ≤ 197 HB EN 10003-1
衝撃強度（シャルピーVノッチ） -40°C ≥ 27 J ≥ 20 ft-lbf EN ISO 148-1

S355JRの機械的特性は、高強度と良好な延性が求められる用途に適しています。その降伏強度は耐荷重構造の建設を可能にし、伸びと面積の減少は良好な成形性を示し、溶接や加工プロセスに理想的です。

物理的特性

特性 条件/温度 値（メートル法 - SI単位） 値（インペリアル単位）
密度 - 7850 kg/m³ 490 lb/ft³
融点 - 1420 - 1540 °C 2590 - 2800 °F
熱伝導率 20 °C 50 W/(m·K) 34.5 BTU/(hr·ft·°F)
比熱容量 - 490 J/(kg·K) 0.12 BTU/(lb·°F)
電気抵抗率 - 0.0000017 Ω·m 0.0000017 Ω·ft
熱膨張係数 20 - 100 °C 12 x 10⁻⁶ /K 6.67 x 10⁻⁶ /°F

密度や熱伝導率といった主要な物理特性は、構造部品に関連する用途において重要です。S355JRの密度は軽量設計を可能にし、熱伝導率は熱放散が必要な用途において有効です。

耐腐食性

腐食性物質 濃度（%） 温度（°C） 耐性評価 備考
大気 - 20 良好 保護なしでは錆のリスクあり
塩素化合物 3-5 25 不良 ピッティング腐食に対して感受性あり
酸 10-20 20 不推奨 迅速な劣化
アルカリ 5-10 20 良好 中程度の耐性
有機物 - 20 良好 一般的に耐性あり

S355JRは、特に大気条件下で中程度の耐腐食性を示します。しかし、塩素環境ではピッティング腐食に対して感受性があり、適切なコーティングなしでは酸性条件での使用は避けるべきです。S30400などのステンレス鋼と比較して、S355JRは腐食環境でのメンテナンスがより多く必要です。

耐熱性

特性/制限 温度（°C） 温度（°F） 備考
最大連続使用温度 400 752 構造用用途に適切
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あり
クリープ強度の考慮が始まる温度 300 572 高温でクリープが発生する可能性あり

高温では、S355JRは約400 °C（752 °F）まで構造的完全性を維持します。この温度を超えると、酸化やスケーリングのリスクが増加し、材料の強度と耐久性が損なわれる可能性があります。このような高温環境を含む用途では、これらの制限を考慮することが重要です。

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混合 薄い部材に適している
TIG ER70S-2 アルゴン クリーンなジョイントに適した
スティック（SMAW） E7018 - 厚い部材には予熱が必要

S355JRは優れた溶接性で知られており、さまざまな溶接プロセスに適しています。厚い部材に対しては、ひび割れを避けるために予熱が必要になる場合があります。溶接後の熱処理は、溶接部の機械的特性をさらに向上させることができます。

加工性

加工パラメータ [S355JR] [AISI 1212] 備考/ヒント
相対加工性指数 60% 100% 良好な加工性
典型的な切削速度（旋盤加工） 60 m/min 100 m/min 最高の結果を得るためにカーバイド工具を使用

S355JRは良好な加工性を示しますが、一部の高炭素鋼ほど加工しやすいわけではありません。適切な加工工具と切削速度を使用することで、加工作業中のパフォーマンスを最適化できます。

成形性

S355JRは良好な成形性を示し、冷間および加熱成形プロセスに適しています。鋼は大きなひび割れのリスクなしに曲げたり形作ったりできますが、作業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
正規化 900 - 950 / 1652 - 1742 1 - 2時間 空気 粒構造を精錬
焼鈍 600 - 700 / 1112 - 1292 1 - 2時間 空気 延性の向上
焼入れおよび焼戻し 850 - 900 / 1562 - 1652 1 - 2時間 油/水 硬度と強度の向上

正規化や焼鈍などの熱処理プロセスは、S355JRの微細構造を大きく変化させ、その機械的特性を向上させることができます。正規化は粒構造を精錬し、焼鈍は延性を高め、鋼を扱いやすくします。

典型的な用途と最終用途

産業/分野 特定の応用例 この応用で利用される鋼の主要特性 選定理由（簡潔に）
建設 構造用ビーム 高強度、良好な溶接性 耐荷重構造に不可欠
自動車 シャーシ部品 延性、タフネス 安全性と性能に必要
機械 重機フレーム 強度、加工性 要求の厳しい環境での耐久性
造船 船体構造 耐腐食性、強度 海洋用途に不可欠
  • S355JRは、橋、建物、その他のインフラの建設に広く使用されています。
  • 自動車産業では、安全性のために強度と延性が重要なシャーシ部品に使用されます。
  • 重機フレームは、S355JRの耐久性と加工性を活かし、複雑な形状や設計を可能にします。

重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 [S355JR] [代替グレード1] [代替グレード2] 簡潔な長所/短所またはトレードオフメモ
降伏強度 355 MPa 350 MPa 420 MPa 代替材料の方が降伏強度が高い
腐食の側面 良好 優れている 良い 代替がより優れた耐腐食性を提供
溶接性 優れている 良好 普通 S355JRは溶接しやすい
加工性 良好 優れている 普通 代替品の方が加工しやすいかもしれない
成形性 良好 普通 良好 S355JRは良好な成形性を提供
おおよその相対的コスト 中程度 高い 中程度 構造用としてコスト効果が高い
典型的な入手可能性 高い 普通 低い S355JRは広く入手可能

プロジェクトにS355JRを選定する際は、コスト効果、入手可能性、特定の機械的特性などが重要な考慮事項です。代替材料は腐食抵抗や強度が優れている場合がありますが、S355JRはその特性のバランスと広範な利用可能性により、多くの構造用途にとって信頼性の高い選択肢であり続けます。

要約すると、S355JR鋼は、強度、溶接性、加工性の組み合わせを提供する多用途で広く使用される構造材料であり、さまざまな工学用途に適しています。その特性は、特定のプロジェクト要件の文脈で慎重に考慮され、最適な性能と長寿命を確保する必要があります。

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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...

    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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