S690鋼：特性と主要な用途の概要

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S690鋼は、高い降伏強度を持つ構造用鋼として分類され、欧州規格EN 10025-6の一部です。主に高い強度と優れた溶接性によって特徴づけられ、建設および工学の様々な厳しい用途に適しています。S690鋼の主な合金元素には、炭素（C）、マンガン（Mn）、およびシリコン（Si）が含まれ、機械的特性を向上させるクロム（Cr）、ニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）などの微量元素も含まれています。

包括的な概要

S690鋼は、通常690 MPaから960 MPaの範囲で高い降伏強度を持ち、構造的用途において強度を損なうことなく薄い部材を設計することを可能にします。この特性は、構造物の重量を削減するだけでなく、材料と輸送のコスト削減にもつながります。この鋼は、動的荷重にさらされる用途にとって重要な良好な靭性と延性を示します。

S690鋼の利点：
- 高い強度対重量比： 軽量構造の設計を可能にします。
- 優れた溶接性： 様々な溶接プロセスに適しており、製造を促進します。
- 良好な靭性：低温環境でも性能を維持します。

S690鋼の制限：
- コスト： 合金元素のため、従来の構造用鋼よりも高いです。
- 低温での脆性： 寒冷環境で注意深い考慮が必要です。
- 限られた耐腐食性： 攻撃的な環境の場合、保護コーティングが必要な場合があります。

S690鋼は、その重建設、採掘、オフショア用途における性能により、市場で大きな注目を集めています。その歴史的意義は、現代の工学におけるより強力で効率的な材料に対する増大する需要に応えるための開発にあります。

代替名称、規格、および同等品

規格機関 指定/グレード 原産国/地域 備考/コメント
UNS S690QL アメリカ EN 10025-6に最も近い同等品
ASTM A572グレード65 アメリカ 微小な成分差
EN S690QL ヨーロッパ 構造用途で一般的に使用される
DIN 1.8928 ドイツ S690QLと同等
JIS SM490YB 日本 類似の降伏強度だが異なる成分
ISO 10025-6 国際 高い降伏強度を持つ構造用鋼の規格

これらのグレード間の違いは、性能に大きな影響を与える可能性があります。たとえば、S690QLとA572グレード65は類似の降伏強度を持っているかもしれませんが、それらの化学組成と靭性特性は異なる場合があり、特定の用途への適合性に影響を与えます。

主要特性

化学組成

元素（記号と名称） 割合範囲（％）
C（炭素） 0.10 - 0.20
Mn（マンガン） 1.20 - 1.60
Si（シリコン） 0.10 - 0.50
Cr（クロム） 最大0.30
Ni（ニッケル） 最大0.30
Mo（モリブデン） 0.10 - 0.15

S690鋼の主な合金元素は重要な役割を果たします:
- 炭素（C）： 強度と硬度を増加させますが、延性を減少させる可能性があります。
- マンガン（Mn）： 硬化能力と靭性を向上させます。
- シリコン（Si）： 脱酸化を改善し、強度を増加させます。

機械的特性

特性 条件/温度 試験温度 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） 試験方法の参考規格
降伏強度（0.2％オフセット） 焼入れ＆焼戻し 室温 690 - 960 MPa 100 - 139 ksi ASTM E8
引張強度 焼入れ＆焼戻し 室温 770 - 1100 MPa 112 - 160 ksi ASTM E8
伸び 焼入れ＆焼戻し 室温 12 - 20％ 12 - 20％ ASTM E8
硬度（ブリネル） 焼入れ＆焼戻し 室温 200 - 300 HB 200 - 300 HB ASTM E10
衝撃強度（シャルピー） 焼入れ＆焼戻し -20°C 27 J 20 ft-lbf ASTM E23

高い降伏強度と引張強度の組み合わせにより、S690鋼は構造的完全性を維持しながら、大きな荷重支持能力を必要とする用途に適します。伸びと衝撃強度は、破断せずに動的荷重に耐えられることを保証します。

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 - 7850 kg/m³ 0.284 lb/in³
融点 - 1425 - 1540 °C 2600 - 2800 °F
熱伝導率 20 °C 50 W/m·K 34.5 BTU·in/h·ft²·°F
比熱容量 20 °C 460 J/kg·K 0.11 BTU/lb·°F
熱膨張係数 20 - 100 °C 12 x 10⁻⁶ /K 6.67 x 10⁻⁶ /°F

S690鋼の密度は、その重量に寄与し、構造設計において重要な要素です。熱伝導率と比熱容量は、熱伝達に関わる用途にとって重要であり、熱膨張係数は温度変動のある環境で考慮しなければなりません。

耐腐食性

腐食因子 濃度（％） 温度（°C） 耐性評価 備考
塩化物 3-5 20-60 良好 浸食リスクあり
硫酸 10-20 20-40 不良 推奨されない
海水 - 20-30 良好 保護コーティングが必要

S690鋼は、特に塩化物が存在する海洋環境で中程度の耐腐食性を示します。しかし、攻撃的な環境では、ピッティングや応力腐食亀裂（SCC）に対して感受性があるため、コーティングや陰極保護などの保護対策が必要です。

S355やS460のような他の高強度鋼と比較して、S690はより優れた強度を提供しますが、より低い内在的耐腐食性のため、より厳格な腐食保護戦略が必要になる場合があります。

耐熱性

特性/限界 温度（°C） 温度（°F） 備考
最大連続サービス温度 400 752 構造用途に適している
最大間欠サービス温度 500 932 酸化耐性が限られている
スケーリング温度 600 1112 高温でのスケーリングリスク

高温では、S690鋼はその強度を保ちながら酸化を経験する可能性があり、高温用途における性能に影響を与えることがあります。劣化を避けるためにサービス条件を注意深く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 薄い部材に適しています
TIG ER70S-2 アルゴン 精密作業に適しています
SMAW E7018 - 予熱が必要

S690鋼は非常に溶接性が高く、様々な溶接プロセスに適しています。特に厚い部材では、ひび割れを避けるために予熱が必要になることがあります。溶接後の熱処理は、溶接の機械的特性を向上させることができます。

機械加工性
加工パラメータ [S690鋼] [AISI 1212] 備考/ヒント
相対加工性指数 60 100 高速工具が必要
典型的な切削速度（旋盤） 30 m/min 50 m/min 効率のためにカーバイド工具を使用

S690鋼はその高い強度のため、加工において課題を提示します。所望の仕上げと公差を達成するためには、最適な条件と工具が不可欠です。

成形性

S690鋼は、冷間および熱間成形が可能ですが、その高い降伏強度により、曲げ半径や作業硬化の影響について注意深く考慮する必要があります。冷間成形では硬度が増す可能性があり、熱間成形では延性が向上する場合があります。

熱処理
処理プロセス 温度範囲（°C） 典型的な浸漬時間 冷却方法 主な目的 / 期待される結果
焼入れ 850 - 900 30分 空気または油 硬度と強度の増加
焼戻し 500 - 700 1 - 2時間 空気 靭性と延性の向上

熱処理プロセスはS690鋼の微細構造に大きな影響を与え、その機械的特性を向上させます。焼入れは硬度を増加させ、焼戻しは脆性を低下させ、鋼材をより延性にします。

典型的な用途および最終用途

産業/分野 具体的な用途の例 この用途で利用される主な鋼の特性 選択理由
建設 高層ビル 高い降伏強度、溶接性 構造物の重量を削減
採掘 掘削機のバケット 靭性、衝撃耐性 重い荷重を扱う
オフショア 油井 耐腐食性、強度 過酷な環境に耐える
輸送 橋 高い強度対重量比 荷重容量を向上させる

その他の用途には:
- 重機部品
- 工業用建物の構造フレーム
- クレーンのブームと支持具

S690鋼は、重大な荷重に対して構造的完全性を維持できる能力により、これらの用途に選ばれており、要求される環境に最適です。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 [S690鋼] [S355鋼] [S460鋼] 簡潔な利点/欠点またはトレードオフの注意
降伏強度 690 MPa 355 MPa 460 MPa S690の方が強度が高い
腐食性 良好 優良 良好 S355はより良い耐腐食性を提供
溶接性 優れた 良好 良好 S690は溶接が容易
加工性 中程度 良好 不良 S690は特殊な工具が必要
概算相対コスト 高い 中程度 高い プロジェクトのコスト考慮
典型的な入手可能性 中程度 高い 中程度 S355がより一般的に入手可能

S690鋼を選択する際には、コスト、入手可能性、および特定の用途要件などの要因を考慮する必要があります。優れた強度を提供する一方で、コストの高さや加工および耐腐食性の潜在的な課題が意思決定に影響を与えることがあります。

要約すると、S690鋼は高強度用途において優れた性能を発揮する多様で堅牢な材料であり、現代の工学や建設で好まれる選択肢となっています。その独自の特性と製造特性は重要な利点を提供しますが、最適な性能を確保するためには限界を注意深く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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