St12鋼:特性と主要な用途の概要
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St12鋼、またはDC01としても知られる、は低炭素の軟鋼であり、主に冷間圧延シート及びストリップの製造に使用されます。EN 10130規格に分類され、その優れた成形性と溶接性が特徴であり、さまざまな工学的アプリケーションで好まれる選択肢となっています。St12の主な合金元素は炭素で、通常0.12%未満に保たれており、良好な延性と展性を保証しています。この鋼種は、自動車、家電、一般製造業界で好まれる機械的特性とコスト効果のためによく使用されます。
包括的な概要
St12鋼は低炭素の軟鋼に分類されており、その優れた延性と成形性で知られています。主な合金元素は炭素で、通常の成分は0.12%未満です。この低炭素含有量はその柔らかさに寄与し、亀裂を生じることなく簡単に形を形成できるようにします。St12は、自動車のボディパネルや家電ケースのような、深絞りや曲げを必要とするアプリケーションでよく使用されます。
主な特性:
- 成形性:St12は優れた成形性を示し、複雑な形状に簡単に成形できます。
- 溶接性:低炭素含有量により、さまざまな溶接技術に適した溶接性が向上しています。
- 表面仕上げ:美観用途に必要な滑らかな表面仕上げで製造できます。
利点:
- 優れた成形性と延性。
- 大量生産においてコスト効果が高い。
- 良好な溶接性と表面仕上げ。
制限:
- 高炭素鋼と比較して強度が限られている。
- 耐摩耗性と耐腐食性が低い。
- 高温アプリケーションには適していない。
St12鋼は、その汎用性とコスト効果のために市場で重要な位置を占めています。自動車産業における歴史的重要性は、自動車のボディパネルや構造部品に広く使用されていたことに根差しています。
代替名、規格、及び同等品
規格団体 | 指定/グレード | 発祥国/地域 | 備考/コメント |
---|---|---|---|
UNS | G10080 | アメリカ | St12に最も近い同等物 |
AISI/SAE | 1008 | アメリカ | 小さな成分の違い |
ASTM | A1008 | アメリカ | 冷間圧延鋼の標準仕様 |
EN | DC01 | ヨーロッパ | 低炭素鋼の標準指定 |
JIS | SPCC | 日本 | 類似の特性、自動車の用途で使用 |
ISO | 10130 | 国際 | 冷間圧延鋼板の一般的規格 |
上記の表には、St12鋼のさまざまな規格と同等品が記述されています。特に、SPCCやA1008のようなグレードはしばしば同等として考慮されますが、特定のアプリケーションでの性能に影響を及ぼす可能性のある機械的特性や加工方法の微妙な違いがある可能性があります。
主な特性
化学組成
元素(記号) | 割合範囲(%) |
---|---|
炭素(C) | 0.06 - 0.12 |
マンガン(Mn) | 0.30 - 0.60 |
リン(P) | ≤ 0.025 |
硫黄(S) | ≤ 0.025 |
鉄(Fe) | バランス |
St12鋼の主な合金元素には、炭素、マンガン、リン、硫黄が含まれます。炭素は鋼の硬さと強度を決定するために重要であり、マンガンはその靭性と焼入れ性を向上させます。リンと硫黄は、不純物と見なされ、過剰な量が存在すると延性や溶接性に悪影響を及ぼす可能性があります。
機械的特性
特性 | 条件/温度 | 通常の値/範囲(メートル法) | 通常の値/範囲(インペリアル法) | 試験方法に対する参照規格 |
---|---|---|---|---|
引張強度 | 焼鈍 | 270 - 410 MPa | 39 - 59 ksi | ASTM E8 |
降伏強度(0.2%オフセット) | 焼鈍 | 140 - 250 MPa | 20 - 36 ksi | ASTM E8 |
伸び | 焼鈍 | 28 - 40% | 28 - 40% | ASTM E8 |
硬度(ブリネル) | 焼鈍 | 70 - 100 HB | 70 - 100 HB | ASTM E10 |
衝撃強度 | - | 30 J(-20°Cで) | 22 ft-lbf(-4°Fで) | ASTM E23 |
St12鋼の機械的特性は、良好な延性と中程度の強度を必要とする応用に適しています。その降伏強度と引張強度は成形工程に十分であり、伸びは亀裂なしに変形する優れた能力を示しています。
物理的特性
特性 | 条件/温度 | 値(メートル法) | 値(インペリアル法) |
---|---|---|---|
密度 | - | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
融点 | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
熱伝導率 | 20 °C | 50 W/m·K | 34.6 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
比熱容量 | 20 °C | 0.49 kJ/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
電気抵抗率 | 20 °C | 0.0000175 Ω·m | 0.000011 Ω·ft |
St12鋼の物理的特性、例えば密度や熱伝導率は、その応用において重要な役割を果たします。比較的高い密度はその強度に寄与し、良好な熱伝導率は、熱放散が重要なアプリケーションにおいて有益です。
腐食抵抗
腐食物質 | 濃度(%) | 温度(°C) | 抵抗評価 | 備考 |
---|---|---|---|---|
大気 | - | - | 普通 | 錆に対して感受性がある |
塩素化合物 | - | 20 - 60 | 良くない | ピッティングのリスク |
酸 | - | - | 良くない | 推奨されない |
アルカリ | - | - | 普通 | 中程度の抵抗 |
St12鋼は、特に塩素環境においてはピッティングが発生する可能性があるため、限られた腐食抵抗を示します。酸性およびアルカリ条件下での性能も良くなく、過酷な化学物質にさらされるアプリケーションには不適切です。ステンレス鋼と比較すると、St12の腐食感受性は特に屋外や海洋環境での重要な欠点です。
耐熱性
特性/制限 | 温度(°C) | 温度(°F) | 備考 |
---|---|---|---|
最大連続使用温度 | 300 °C | 572 °F | これを超えると特性が劣化します |
最大間欠的使用温度 | 350 °C | 662 °F | 短期間の露出のみ |
スケーリング温度 | 600 °C | 1112 °F | この温度での酸化のリスク |
St12鋼は高温アプリケーションには設計されていません。300 °Cを超えると、その機械的特性は大幅に劣化し、高温下で酸化しやすくなります。これは、熱的安定性が重要な環境での使用に制限を与えます。
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 | 薄いセクションに適している |
TIG | ER70S-2 | アルゴン | クリーンな溶接、スパッタが少ない |
SMAW | E7018 | - | プレヒートが必要 |
St12鋼は非常に溶接性が高く、さまざまな溶接プロセスに適しています。特に厚いセクションでは、亀裂を防ぐためにプレヒートが必要です。溶接後の熱処理は、溶接ゾーンの特性を向上させます。
切削性
切削パラメータ | St12鋼 | AISI 1212 | 備考/ヒント |
---|---|---|---|
相対切削性指数 | 100 | 130 | St12は1212よりも加工しにくい |
標準切削速度(旋削) | 80 m/min | 100 m/min | 高速工具を使用 |
St12鋼は中程度の切削性を持っています。効果的に機械加工できますが、最適な結果を得るためには切削速度と工具材料に注意が必要です。
成形性
St12鋼は成形性に優れており、深絞りやスタンピングアプリケーションに適しています。その低い降伏強度により、亀裂なしで大きな変形が可能であり、複雑な形状に簡単に成形できます。
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 |
---|---|---|---|---|
焼鈍 | 600 - 700 | 1 - 2時間 | 空気 | ソフト化、延性の改善 |
正規化 | 800 - 900 | 1 - 2時間 | 空気 | 粒構造の細化 |
焼鈍のような熱処理プロセスは、St12鋼の延性と作業性を大幅に改善できます。焼鈍中、微細構造が変化し、成形しやすい柔らかい材料になります。
一般的な用途と最終的な使用
産業/セクター | 具体的な用途の例 | この用途で利用される主な鋼の特性 | 選定理由 |
---|---|---|---|
自動車 | ボディパネル | 優れた成形性、溶接性 | コスト効果が高く、成形しやすい |
家電 | 冷蔵庫のケース | 滑らかな表面仕上げ、良好な延性 | 美的魅力、製造が容易 |
一般製造 | スタンプ部品 | 中程度の強度、良好な切削性 | さまざまな用途に応じた柔軟性 |
St12鋼は、その優れた成形性とコスト効果により、自動車産業や家電産業で広く使用されています。形状を簡単に変えたり、溶接したりできる能力が、複雑な部品の製造に最適です。
重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察
特徴/特性 | St12鋼 | AISI 1008 | SPCC | 簡潔な利点/欠点またはトレードオフに関するメモ |
---|---|---|---|---|
主要な機械的特性 | 中程度の強度 | 中程度の強度 | 中程度の強度 | 類似した強度プロファイル |
主要な腐食の側面 | 普通 | 普通 | 良くない | St12はSPCCよりも腐食抵抗が良い |
溶接性 | 良好 | 良好 | 普通 | St12は溶接に適している |
切削性 | 中程度 | 良好 | 良好 | AISI 1008は加工しやすい |
成形性 | 優れた | 良好 | 良好 | St12は成形プロセスにおいて優れている |
約相対コスト | 低い | 低い | 低い | 大量生産に適したコスト効果 |
典型的な入手可能性 | 高い | 高い | 高い | 市場で広く入手可能 |
St12鋼を選定する際の考慮事項には、その機械的特性、腐食抵抗、及びコスト効果が含まれます。AISI 1008やSPCCのような代替品と比較すると、St12は良好な成形性と溶接性を必要とするアプリケーションに対してバランスの取れた性能を提供します。その入手可能性と低コストは、さまざまな製造セクターで人気のある選択肢となっています。
結論として、St12鋼は成形性と溶接性に優れた多用途の低炭素軟鋼であり、さまざまなアプリケーションに適しています。その特性は多くの点で有利ですが、材料選定中に考慮すべき制限もあります。