S690QL鋼：特性と主な用途

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STE 690鋼（S690QL）は、EN 10025-6規格に分類された高強度構造鋼グレードです。主に焼入れおよび焼きなましされた鋼であり、優れた機械的特性と溶接性が知られています。S690QLの主要な合金元素には、炭素、マンガン、シリコン、そして微量のクロム、モリブデン、バナジウムが含まれます。これらの元素は、鋼の強度、靭性、そして要求されるアプリケーションにおける全体的な性能に大きく寄与しています。

包括的な概要

S690QLは高い耐力（通常約690 MPa）が特徴で、構造用途において強度を損なうことなく薄型セクションを可能にします。この特性は、建設などの業界に特に有利で、重量減少が材料や輸送のコスト削減につながる可能性があります。鋼は良好な衝撃靭性も示し、低温アプリケーションにも適しています。

S690QLの利点：
- 高い強度対重量比：より軽量な構造の設計を可能にします。
- 優れた溶接性：さまざまな溶接工程に適しており、加工が簡素化されます。
- 優れた靭性：低温環境でも性能を維持します。

S690QLの制限事項：
- コスト：合金元素や処理のため、標準の構造鋼より高価です。
- 低温での脆性：良好な靭性を持ちますが、極端な低温では注意が必要です。
- 供給の制限：低グレード鋼ほど一般的には在庫されていません。

歴史的に、S690QLは重機、海上構造物、高層ビルなどの高性能材料を必要とする分野で需要が高まっています。その理由は、大きな荷重に耐えつつ、材料の使用を最小限に抑えることができるからです。

代替名、基準、同等品

標準組織 指定/グレード 原産国/地域 備考/コメント
UNS S690QL 国際 ASTM A572グレード65に最も近い同等品
ASTM A572グレード65 アメリカ 注意すべき小さな成分の違い
EN S690QL ヨーロッパ 高強度構造鋼の基準
DIN 1.8928 ドイツ ドイツの標準における同等の指定
JIS - 日本 直接の同等品はないが、類似のグレードが存在

S690QLとその同等品の違いは、特定の合金元素や機械的特性に見られ、それにより特定のアプリケーションでの性能に影響を与えることがあります。例えば、ASTM A572グレード65は類似の強度を提供しますが、低温での靭性が同等でない可能性があります。

主要な特性

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 - 0.50
Cr（クロム） 0.20 - 0.50
Mo（モリブデン） 0.10 - 0.30
V（バナジウム） 0.02 - 0.10
P（リン） ≤ 0.025
S（硫黄） ≤ 0.015

S690QLの主要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、延性は低下する可能性があります。
- マンガン（Mn）：焼入れ性と靭性を向上させます。
- クロム（Cr）：耐食性と高温下での強度を改善します。

機械的特性

特性 条件/テンパー 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） 試験方法の参考標準
引張強度 焼入れおよび焼きなまし 室温 690 - 770 MPa 100 - 112 ksi ASTM E8
耐力（0.2%オフセット） 焼入れおよび焼きなまし 室温 ≥ 690 MPa ≥ 100 ksi ASTM E8
伸び 焼入れおよび焼きなまし 室温 ≥ 20% ≥ 20% ASTM E8
面積の減少 焼入れおよび焼きなまし 室温 ≥ 50% ≥ 50% ASTM E8
硬度（ブリネル） 焼入れおよび焼きなまし 室温 200 - 250 HB 200 - 250 HB ASTM E10
衝撃強度 焼入れおよび焼きなまし -40°C (-40°F) ≥ 27 J ≥ 20 ft-lbf ASTM E23

引張強度と耐力が高いこと、さらに良好な伸びを兼ね備えているため、S690QLは高い機械負荷と構造的完全性が求められるアプリケーションに適しています。低温下での衝撃強度は、過酷な環境での信頼性を保証します。

物理的特性

特性 条件/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/(hr·ft²·°F)
比熱容量 室温 0.46 kJ/kg·K 0.11 BTU/lb·°F
電気抵抗率 室温 0.0000017 Ω·m 0.0000017 Ω·in

密度や融点などの重要な物理特性は、重量と熱性能が重要なアプリケーションにとって重要です。熱伝導率は、鋼がどれほど効率的に熱を放散できるかを示し、高温を伴うアプリケーションでは重要です。

腐食抵抗

腐食因子 濃度（%） 温度（°C/°F） 抵抗評価 備考
大気 - - 良好 錆に弱い
塩化物 3-5 20-60 °C (68-140 °F) 普通 ピッティングのリスク
酸 10-20 20-60 °C (68-140 °F) 悪い 推奨されません
アルカリ 5-10 20-60 °C (68-140 °F) 普通 限られた抵抗

S690QLは大気腐食に対して良好な抵抗を示しますが、塩化物環境ではピッティングに弱いです。S355などの他の高強度鋼と比較しても、S690QLは構造用途において改善された性能を提供しますが、攻撃的な環境では保護コーティングが必要になる場合があります。

耐熱性

特性/制限 温度（°C） 温度（°F） 備考
最大継続サービス温度 400 °C 752 °F 構造アプリケーションに適しています
最大間欠サービス温度 500 °C 932 °F 短期間の曝露のみ
スケーリング温度 600 °C 1112 °F この温度以上で酸化のリスク
クリープ強度の考慮 400 °C 752 °F この温度で劣化を始めます

S690QLは約400 °Cまで機械的特性を維持し、高温を伴うアプリケーションに適しています。ただし、スケーリング制限を超えた温度に長時間曝露されると、酸化や材料の完全性の喪失につながるため、注意が必要です。

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 薄型セクションに適しています
TIG ER70S-2 アルゴン 精密作業に優れています
SMAW E7018 - 予熱が必要です

S690QLは高い溶接性を持っていますが、亀裂を避けるために予熱が推奨されます。溶接後の熱処理は、特に重要なアプリケーションでは、溶接部の靭性を向上させることができます。

加工性

加工パラメータ S690QL AISI 1212 注意/ヒント
相対加工性指数 60% 100% 高速度工具が必要です
典型的な切削速度 20 m/min 40 m/min 工具に基づいて調整します

S690QLは中程度の加工性を持ち、最適な結果を得るためには切削工具と速度の慎重な選択が必要です。効果的な加工のためには、カーバイト工具の使用が推奨されます。

成形性

S690QLは高強度のため限られた成形性を示します。冷間成形は可能ですが、かなりの力が必要となる場合があります。熱間成形は延性を向上させるために高温で行うことができます。亀裂を避けるために、加工中に最小の曲げ半径を考慮する必要があります。

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
焼入れ 850-900 °C / 1562-1652 °F 30-60 分 水/油 硬化
焼きなまし 500-600 °C / 932-1112 °F 1-2 時間 空気 靭性向上

焼入れや焼きなましなどの熱処理プロセスは、S690QLの機械的特性を大幅に向上させます。焼入れプロセスは硬度を増加させ、焼きなましは脆さを低下させ、構造用途に適したバランスの取れた材料を実現します。

典型的な用途と最終用途

業界/セクター 特定の適用例 このアプリケーションで利用される主な鋼の特性 選択の理由（簡潔に）
建設 高層ビル 高強度、良好な溶接性 材料の重量を削減します
重機 掘削機 靭性、衝撃抵抗 重い荷重に耐えます
海上構造物 石油掘削装置 耐食性、強度 過酷な環境に耐えます
輸送 橋 高い耐力、軽量 構造の効率を高めます

他の用途には：
- 鉱業機械
- 圧力容器
- 船舶建造

S690QLは、極端な条件に耐えながら構造的完全性を維持する能力があるため、これらの用途に選ばれています。これは、重要な荷重支持部品に最適です。

重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察

特徴/特性 S690QL S355 S700MC 簡潔な賛否またはトレードオフのノート
主要機械特性 高強度 中程度の強度 非常に高い強度 S690QLは強度と靭性のバランスを提供します
主要な腐食面 普通 良好 普通 S690QLは攻撃적인環境でコーティングが必要な場合があります
溶接性 良好 優れた 中程度 S690QLは最適な溶接のために予熱が必要です
加工性 中程度 良好 悪い S690QLは慎重な加工技術が必要です
成形性 限られた 良好 中程度 S690QLは高強度のため成形性が低いです
概算相対コスト 高い 中程度 高い コストの考慮は選択に影響を与える場合があります
典型的な入手可能性 限られた 広く入手可能 限られた 入手可能性はプロジェクトのタイムラインに影響を与えることがあります

S690QLを選択する際には、そのパフォーマンス要件に対するコスト効果、市場での入手可能性、特定のアプリケーションのニーズが考慮されます。その高い強度と靭性は過酷な環境に適していますが、潜在的な購入者は、低グレード鋼と比較して高コストおよび限られた供給とこれらの利点を天秤にかける必要があります。

要約すると、S690QLは耐久性と信頼性を要求される構造用途において優れた多目的高強度鋼です。その独自の特性は、コストや供給にいくつかの制限があるにもかかわらず、パフォーマンスが重要な業界で好まれる選択肢となっています。

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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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