スレイプニル鋼:特性と主要な用途
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Sleipner Steelは、中炭素合金鋼として主に分類される高性能工具鋼です。優れた靭性、耐摩耗性、高温での硬度維持能力が知られています。Sleipner Steelの主な合金元素には、クロム、モリブデン、バナジウムが含まれ、これらは要求の厳しい用途での機械的特性と性能を大幅に向上させます。
包括的な概要
Sleipner Steelは、高性能用途、特に工具や金型の製造のために設計されています。成分には、約0.5%の炭素、5%のクロム、1%のモリブデン、0.5%のバナジウムが含まれ、これらがそのユニークな特性に寄与します。クロムの存在は耐腐食性と硬化性を向上させ、モリブデンは高温での靭性と強度を改善します。バナジウムは細かい結晶構造に寄与し、耐摩耗性を高めます。
主な特徴:
- 高硬度:適切な熱処理の後、Sleipner Steelは最大60 HRCの硬度に達することができます。
- 優れた靭性:高硬度レベルでも靭性を維持し、重作業に適しています。
- 耐摩耗性:合金元素は、切削工具や成形工具に不可欠な優れた耐摩耗性を提供します。
利点:
- 多目的用途:切削工具、金型、型枠など、幅広い工具用途に適しています。
- 熱安定性:高温でも硬度と強度を保持し、熱作業用途に最適です。
限界:
- コスト:高い合金含有量は、低グレード鋼と比較して材料コストを増加させる可能性があります。
- 溶接性:溶接は可能ですが、亀裂を避け、適切な熱処理を確保するために特別な注意が必要です。
歴史的に、Sleipner Steelは工具製造業界でその靭性と耐摩耗性のバランスが評価されており、高性能用途において人気の選択肢となっています。
代替名、規格、および同等品
標準機関 | 指定/グレード | 原産国/地域 | ノート/備考 |
---|---|---|---|
UNS | T11302 | アメリカ | AISI D2に最も近い合致で、少ない組成の違いがあります。 |
AISI/SAE | D2 | アメリカ | 類似の特性ですが、Sleipnerに比べて靭性が低いです。 |
ASTM | A681 | アメリカ | 工具鋼の標準規格です。 |
EN | 1.2379 | ヨーロッパ | 類似の耐摩耗性を持つ同等のグレードです。 |
DIN | X153CrMoV12 | ドイツ | 比較可能ですが、熱処理反応が異なる場合があります。 |
JIS | SKD11 | 日本 | 類似の用途ですが、靭性は異なります。 |
ISO | 4957 | 国際 | 工具鋼の一般規格です。 |
これらの同等グレード間の違いは、しばしば熱処理反応と靭性レベルにあり、特定の用途での性能に大きな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) | 0.50 - 0.60 |
Cr (クロム) | 4.50 - 5.50 |
Mo (モリブデン) | 1.00 - 1.50 |
V (バナジウム) | 0.20 - 0.50 |
Mn (マンガン) | 0.30 - 0.50 |
Si (シリコン) | 0.20 - 0.50 |
P (リン) | ≤ 0.030 |
S (硫黄) | ≤ 0.030 |
Sleipner Steelにおける主要な合金元素の主な役割は以下の通りです。
- クロム:硬化性と耐腐食性を向上させます。
- モリブデン:高温での靭性と強度を改善します。
- バナジウム:結晶構造を精錬し、耐摩耗性を高めます。
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) | 試験方法の参考規格 |
---|---|---|---|---|---|
引張強さ | 焼入れ&焼戻し | 室温 | 800 - 1200 MPa | 116,000 - 174,000 psi | ASTM E8 |
降伏強さ (0.2%オフセット) | 焼入れ&焼戻し | 室温 | 600 - 900 MPa | 87,000 - 130,000 psi | ASTM E8 |
伸び | 焼入れ&焼戻し | 室温 | 10 - 15% | 10 - 15% | ASTM E8 |
硬度 (HRC) | 焼入れ&焼戻し | 室温 | 58 - 62 HRC | 58 - 62 HRC | ASTM E18 |
衝撃強さ (シャルピー) | 焼入れ&焼戻し | -20°C | 20 - 40 J | 15 - 30 ft-lbf | ASTM E23 |
これらの機械的特性の組み合わせにより、Sleipner Steelは高強度と靭性が要求される用途、例えば大きな機械負荷を受ける切削工具や金型に特に適しています。
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/範囲 | - | 1425 - 1450 °C | 2600 - 2642 °F |
熱伝導率 | 室温 | 25 W/m·K | 17.3 BTU·in/h·ft²·°F |
比熱容量 | 室温 | 460 J/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
電気抵抗率 | 室温 | 0.0006 Ω·m | 0.00001 Ω·in |
密度や熱伝導率などの主要な物理的特性は、熱管理が重要なアプリケーションにおいて重要であり、融点は鋼が高温プロセスに耐える能力を示します。
耐腐食性
腐食性物質 | 濃度 (%) | 温度 (°C/°F) | 耐性評価 | ノート |
---|---|---|---|---|
塩素化合物 | 3-5% | 20-60°C / 68-140°F | 普通 | ピッティングのリスク |
酸 | 10% | 20-40°C / 68-104°F | 不良 | SCCに対して敏感 |
アルカリ溶液 | 5-10% | 20-60°C / 68-140°F | 普通 | 中程度の耐性 |
大気中 | - | - | 良好 | 乾燥した条件で良好な性能を発揮します |
Sleipner Steelは、大気条件下で中程度の耐腐食性を示します。ただし、塩素環境下ではピッティングに敏感であり、酸性条件下では応力腐食割れ(SCC)にも苦しむ可能性があります。D2やA2など他の工具鋼と比較すると、Sleipnerはより優れた靭性を提供しますが、高い腐食性の環境ではあまり性能が向上しない場合があります。
耐熱性
特性/制限 | 温度 (°C) | 温度 (°F) | 備考 |
---|---|---|---|
最大連続使用温度 | 500°C | 932°F | 熱作業用途に適しています |
最大間欠的使用温度 | 600°C | 1112°F | 短期間の露出に耐えることができます |
スケーリング温度 | 700°C | 1292°F | この温度を超えると酸化のリスクがあります |
クリープ強度の考慮 | 400°C | 752°F | この温度で劣化し始めます |
高温時に、Sleipner Steelは硬度と強度を維持し、熱作業を伴う用途に適しています。ただし、酸化やスケーリングを避けるための配慮が必要です。これらは材料の完全性を損なう可能性があります。
加工特性
溶接性
溶接プロセス | 推奨フィillerメタル (AWS分類) | 典型的なシールドガス/フラックス | ノート |
---|---|---|---|
TIG | ER80S-D2 | アルゴン | 予熱を推奨します |
MIG | ER80S-D2 | アルゴン/CO2 | 溶接後の熱処理が必要です |
スティック | E7018 | - | 厚い部分には推奨されません |
Sleipner Steelは溶接可能ですが、亀裂を避けるために予熱および溶接後の熱処理に細心の注意を払う必要があります。適切なフィラー金属を使用することは、溶接の完全性を維持するために重要です。
切削性
切削パラメータ | Sleipner Steel | AISI 1212 | ノート/ヒント |
---|---|---|---|
相対的切削性指数 | 60% | 100% | 遅い速度が必要です |
典型的な切削速度 | 30 m/min | 50 m/min | 最良の結果のためにカーバイド工具を使用してください |
Sleipner Steelは中程度の切削性を持ち、最適な結果を得るために遅い切削速度と専門的な工具が必要です。合金元素の存在は工具の摩耗を増加させる可能性があるため、切削パラメータの慎重な選択が必要です。
成形性
Sleipner Steelはその高硬度と強度のため、限られた成形性を示します。冷間成形は可能ですが、かなりの力を必要とし、作業硬化を引き起こす場合があります。複雑な形状の場合は熱成形が好まれ、より優れた延性と亀裂のリスクの低減が可能です。
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 | 800 - 850 / 1472 - 1562 | 1 - 2時間 | 空気 | 軟化、切削性の向上 |
焼入れ | 1000 - 1100 / 1832 - 2012 | 30分 | 油/水 | 硬化、強度の向上 |
焼戻し | 500 - 600 / 932 - 1112 | 1時間 | 空気 | 脆性の低減、靭性の改善 |
熱処理プロセスは、Sleipner Steelの微細構造に大きな影響を与え、硬度と耐摩耗性を向上させるマルテンサイト構造に変化させます。適切な焼戻しは、硬度と靭性のバランスを達成するために不可欠です。
典型的な用途と最終使用
業界/セクター | 特定の用途例 | この用途で利用される主要な鋼の特性 | 選択の理由 (簡潔) |
---|---|---|---|
自動車 | 切削工具 | 高硬度、耐摩耗性 | 高いストレス下での耐久性 |
航空宇宙 | 複合材料用の型 | 靭性、熱安定性 | 高温での性能 |
製造業 | スタンピング用金型 | 耐摩耗性、切削性 | 耐久性と効率性 |
工具産業 | 成形工具 | 靭性、高強度 | 生産の信頼性 |
その他の用途には、
- 石油およびガス:その靭性のため、掘削工具に使用されます。
- 建設:重機部品の一部を形成します。
Sleipner Steelは、その優れた硬度、靭性、耐摩耗性のバランスにより、これらの用途に選ばれています。高ストレス環境に最適です。
重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察
特徴/特性 | Sleipner Steel | D2 Steel | A2 Steel | 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 | 高靭性 | 高硬度 | 良好な靭性 | SleipnerはD2よりも靭性が優れています。 |
主要な耐腐食性 | 普通の耐性 | 不良な耐性 | 良好な耐性 | D2はSleipnerよりも耐性が低いです。 |
溶接性 | 中程度 | 不良 | 良好 | Sleipnerは慎重な溶接が必要です。 |
切削性 | 中程度 | 良好 | 普通 | D2はSleipnerよりも加工が容易です。 |
成形性 | 限られた | 限られた | より良い | A2はSleipnerよりも成形性が優れています。 |
概算相対コスト | 高い | 中程度 | 低い | コストは市場の需要により変動します。 |
典型的な入手可能性 | 中程度 | 高い | 高い | D2およびA2はより一般的に入手可能です。 |
Sleipner Steelを選択する際には、コストパフォーマンス、入手可能性、および特定の用途要件が考慮されます。そのユニークな特性は高性能用途に適していますが、高コストと中程度の切削性は要求の少ない環境での使用を制限する可能性があります。さらに、その磁気特性は最小限であり、磁気干渉が懸念される用途に適しています。
結論として、Sleipner Steelは、その特性のユニークな組み合わせにより、さまざまな業界の要求の厳しい用途に最適な多目的工具鋼として際立っています。その慎重な選択と処理は、工具および製造環境での顕著な性能向上をもたらす可能性があります。
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costo y disponibilidad del acero Sleipner, en un diametro de 12mm x longitud de 1m