St 37鋼の特性と主要な用途の概要

St 37鋼、またはS235JRとして知られる、は建設や工学アプリケーションで広く使用される低炭素構造鋼のグレードです。非合金構造鋼として分類され、主に鉄と小さな割合の炭素（通常0.17％から0.20％程度）で構成されています。低炭素含有量はその優れた溶接性と機械加工性に寄与し、さまざまな構造部品のための好ましい選択肢となっています。

包括的な概要

St 37鋼は適度な引張強度と降伏強度を含む良好な機械的特性によって特徴付けられ、さまざまな構造アプリケーションに適しています。St 37鋼の主な合金元素は硬化性と強度を向上させるマンガンと、酸化抵抗を改善するシリコンです。鋼の固有特性には良好な延性、靭性、そして溶接性が含まれ、多様な構造部品に簡単に成形され、形状を変更できることが可能です。

利点 (プロ)	制限 (コンズ)
優れた溶接性	限られた耐食性
良好な機械加工性	高強度鋼と比較して弱い
コスト効果的	高温アプリケーションには不適切
多様な用途	腐食環境でのピッティングの影響を受けやすい

歴史的に、St 37鋼は特にヨーロッパにおいて建設業界の主要製品であり、強度と延性のバランスから広く使用されています。その一般的な用途は、建物の梁や柱から機械や車両のフレームにまで及びます。この鋼の市場地位は、その広範な可用性とコスト効果性によって強固です。

別名、基準、および同等品

基準組織	指定/グレード	発源国/地域	備考/コメント
EN	S235JR	ヨーロッパ	St 37に最も近い同等
DIN	St 37	ドイツ	歴史的指定
ASTM	A36	アメリカ	類似の特性だが化学組成が異なる
JIS	SS400	日本	比較可能だが、降伏強度が異なる場合がある
ISO	S235	国際的	一般的な同等品、類似の用途

St 37およびその同等品であるS235JRやA36はしばしば相互に使用されると考えられますが、化学組成や機械的特性の微妙な違いが特定のアプリケーションにおける性能に影響を及ぼす可能性があります。例えば、A36は僅かに高い降伏強度を持っており、特定の構造アプリケーションにより適しています。

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）	0.30 - 0.60
Si（シリコン）	0.10 - 0.40
P（リン）	≤ 0.045
S（硫黄）	≤ 0.045

St 37鋼における炭素の主な役割は強度と硬度を高めることです。マンガンは硬化性と靭性を向上させ、シリコンは酸化抵抗に寄与します。リンと硫黄の低含有量は延性と溶接性を維持するのに役立ちます。

機械的特性

特性	状態/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）	試験方法の基準
引張強度	焼鈍	室温	370 - 510 MPa	54 - 74 ksi	ASTM E8
降伏強度（0.2%オフセット）	焼鈍	室温	235 MPa	34 ksi	ASTM E8
伸び	焼鈍	室温	20%	20%	ASTM E8
硬度（ブリネル）	焼鈍	室温	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
衝撃強度	シャルピーVノッチ	-20°C (-4°F)	≥ 27 J	≥ 20 ft-lbf	ASTM E23

適度な引張強度と降伏強度の組み合わせ、さらには良好な延性により、St 37鋼は荷重の耐久性と柔軟性が重要な構造アプリケーションに適しています。低温での衝撃強度により、寒冷環境でも性能を保持します。

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
melting point	-	1420 - 1540 °C	2590 - 2810 °F
熱伝導率	室温	50 W/m·K	34.5 BTU·in/h·ft²·°F
比熱容量	室温	0.49 kJ/kg·K	0.12 BTU/lb·°F
電気抵抗率	室温	0.0000017 Ω·m	0.0000017 Ω·in

St 37鋼の密度はその重量を示し、構造計算において重要です。熱伝導率は良好な熱放散特性を示唆し、比熱容量は温度を上昇させるために必要なエネルギーの量を示し、温度変動を伴うアプリケーションに関連します。

耐腐食性

腐食性エージェント	濃度（%）	温度（°C/°F）	耐性評価	備考
大気	変動	常温	普通	錆に敏感
塩化物	変動	常温	悪い	ピッティングのリスク
酸	変動	常温	悪い	推奨されない
アルカリ	変動	常温	普通	中程度の抵抗

St 37鋼は限られた耐腐食性を示し、特に塩化物が豊富な環境ではピッティングが発生する可能性があります。AISI 304のようなステンレス鋼と比較すると、優れた耐腐食性を提供しますが、St 37は過酷な環境にさらされる用途にはあまり適していません。他の炭素鋼と比較しても適切に機能しますが、腐食の環境では保護コーティングや処理が必要です。

耐熱性

特性/制限	温度（°C）	温度（°F）	備考
最大連続サービス温度	400 °C	752 °F	限られた酸化耐性
最大間欠サービス温度	450 °C	842 °F	スケーリングのリスク
スケーリング温度	600 °C	1112 °F	強度の低下が始まる

高温では、St 37鋼は酸化やスケーリングが発生し、その構造的完全性が損なわれる可能性があります。400 °Cを超えると性能が低下し、圧力容器や熱交換器などの高温用途には不適しています。

製造特性

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	適切な技術で良好な結果
TIG	ER70S-2	アルゴン	薄い部分に最適
SMAW	E7018	-	厚い部分には事前加熱が必要

St 37鋼はその優れた溶接性で知られ、さまざまな溶接プロセスに適しています。割れを避けるために厚い部分には事前加熱が必要です。溶接後の熱処理は溶接部の機械的特性を向上させることができます。

機械加工性

機械加工パラメータ	St 37鋼	AISI 1212	備考/ヒント
相対機械加工性指数	70%	100%	一般機械加工に適している
典型的な切削速度（旋盤加工）	80 m/min	120 m/min	工具摩耗に調整

St 37鋼は良好な機械加工性を提供しますが、一部の高炭素鋼ほど容易ではありません。最良の結果を得るためには最適な切削速度と工具を使用する必要があります。

成形性

St 37鋼は良好な成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスに適しています。重大な割れのリスクなく曲げ、押し出し、形状を変更することができます。広範な成形作業中に作業硬化効果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
焼鈍	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2時間	空気または水	軟化、改良された延性
正規化	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	1 - 2時間	空気	改良された粒子構造
焼入れ	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30分	水または油	硬度の増加

焼鈍や正規化のような熱処理プロセスは、St 37鋼の微細構造を大きく変えることができ、その機械的特性を強化します。焼鈍は鋼を軟化させ、正規化は粒子構造を改良し、強度と靭性を向上させます。

典型的な用途と最終使用

業界/セクター	具体的な用途の例	この用途で利用される鋼の重要な特性	選択理由（簡潔に）
建設	構造梁	良好な強度、溶接性	コスト効果的で多用途
自動車	シャーシ部品	延性、加工性	軽量で強い
機械	フレームとサポート	靭性、成形性	加工が容易
造船	船体構造	耐腐食性（コーティング付き）	耐久性と信頼性

その他の用途には：

• • 橋や高架道路
• • 産業機器フレーム
• • 農業機械

St 37鋼は、強度、延性、コスト効果のバランスが取れているため、信頼性の高い性能が求められる構造部品に最適です。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察

特徴/特性	St 37鋼	A36鋼	S235JR鋼	簡潔な利点/欠点またはトレードオフノート
主要機械的特性	適度	適度	適度	グレード間で類似の性能
主要腐食側面	普通	普通	普通	全て保護措置が必要
溶接性	優秀	良好	優秀	St 37とS235JRは溶接に優れている
機械加工性	良好	優秀	良好	A36は加工が容易
成形性	良好	良好	良好	すべてのグレードは成形可能
おおよその相対コスト	低	低	低	コスト効果的な選択肢
典型的な入手可能性	高	高	高	広く利用可能

St 37鋼を選択する際の考慮事項には、そのコスト効果、可用性、および特定のアプリケーションへの適合性が含まれます。良好な機械的特性を提供しながらも、限られた耐腐食性が特定の環境で保護コーティングを必要とする場合があります。また、その溶接性と機械加工性は、さまざまな工学アプリケーションにおいて多用途な選択肢となります。

要約すると、St 37鋼は信頼性が高く広く使用されている構造鋼グレードであり、強度、延性、コスト効果のバランスを提供します。その用途は複数の業界にわたり、現代の工学と建設における基本的な材料となっています。