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一般的な構造炭素鋼牌号には、ASTM A36 (YS ≥ 250 MPa) および EN S275/S355 (YS ≥ 275/355 MPa) が含まれます。これらの牌号は主に降伏強度および炭素当量 (溶接性向け) によって指定され、組成限度は低コストで適切な靭性、延性および加工性を確保するように設計されています。
概要
炭素鋼は炭素含有量が一般的に 2.0% 以下の鉄-炭素合金ですが、構造級牌号は通常 0.15–0.30% C を含みます。これらは世界中で最も生産される鋼であり、土木構造物、圧力容器、貯蔵タンク、および一般的な製造の中核を構成しています。
ステンレス鋼とは異なり (合金組成によって主に識別される)、炭素鋼牌号は多くの場合 最小機械的性質 (特に降伏強度) によって定義され、組成限度は溶接性および靭性を確保するための二次的な制約として機能します。
炭素鋼 MTC 上で最も重要な 2 つのパラメータは:
- 降伏強度 — 指定された最小値を満たす必要があります (例: A36 の場合は ≥ 250 MPa)
- 炭素当量 (CE) — 溶接の予熱要件を左右します
ASTM A36 — 組成および性質
ASTM A36 は北米で最も一般的に使用される構造鋼仕様であり、板、形鋼および棒鋼に適用されます。
化学組成 (A36 板、厚さ ≤ 20 mm)
| 元素 | 最大 (重量%) |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.25 |
| マンガン (Mn) | — (板の制限なし) |
| リン (P) | 0.04 |
| 硫黄 (S) | 0.05 |
| ケイ素 (Si) | 0.40 |
構造形鋼の場合、最大炭素は 0.26%; 棒鋼の場合、直径に応じて 0.27–0.29%。炭素限度は製品形式と厚さによって異なります — 常に該当する細目条項を確認してください。
機械的性質 (A36)
| 性質 | 要件 |
|---|---|
| 降伏強度 (YS) | 250 MPa (36 ksi) 最小 |
| 引張強度 (UTS) | 400 – 550 MPa (58–80 ksi) |
| 伸び (200 mm ゲージ) | 20% 最小 |
| 伸び (50 mm ゲージ) | 23% 最小 |
EN S275 — 組成および性質
EN 10025-2 等級 S275 は、使用においては ASTM A36 と大体同等のヨーロッパ構造鋼ですが、その要件の表現方法は異なります。
化学組成 — S275JR (熔解分析)
| 元素 | 最大 (重量%) |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.21 |
| マンガン (Mn) | 1.50 |
| リン (P) | 0.040 |
| 硫黄 (S) | 0.040 |
| ケイ素 (Si) | — |
| 窒素 (N) | 0.012 |
| 炭素当量 (CE) | 0.40 |
機械的性質 (S275JR, t ≤ 16 mm)
| 性質 | 要件 |
|---|---|
| 降伏強度 (ReH) | 275 MPa 最小 |
| 引張強度 (Rm) | 410 – 560 MPa |
| 伸び (A80) | 23% 最小 |
| シャルピー衝撃 (20 °C) | 27 J 最小 (JR 副等級) |
EN S355 — 組成および性質
S355 は、軽量化またはより薄い断面が必要とされる場所で広く使用されている、より高強度の構造等級です。
化学組成 — S355JR (熔解分析)
| 元素 | 最大 (重量%) |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.24 |
| マンガン (Mn) | 1.60 |
| リン (P) | 0.040 |
| 硫黄 (S) | 0.040 |
| ケイ素 (Si) | 0.55 |
| 窒素 (N) | 0.012 |
| 炭素当量 (CE) | 0.45 |
機械的性質 (S355JR, t ≤ 16 mm)
| 性質 | 要件 |
|---|---|
| 降伏強度 (ReH) | 355 MPa 最小 |
| 引張強度 (Rm) | 470 – 630 MPa |
| 伸び (A80) | 22% 最小 |
| シャルピー衝撃 (20 °C) | 27 J 最小 (JR 副等級) |
等級比較表
| 性質 | A36 | S275JR | S355JR |
|---|---|---|---|
| 最小 YS | 250 MPa | 275 MPa | 355 MPa |
| UTS 範囲 | 400–550 MPa | 410–560 MPa | 470–630 MPa |
| 最大 C (熔解) | 0.25% | 0.21% | 0.24% |
| 最大 CE | ~0.40 | 0.40% | 0.45% |
| シャルピー 必須 | いいえ (標準) | はい (JR: 27 J @ 20 °C) | はい (JR: 27 J @ 20 °C) |
| 標準 | ASTM A36 | EN 10025-2 | EN 10025-2 |
炭素当量および溶接性
炭素当量 (CE) は、溶接の予熱要件を推定するために使用されます。IIW 式が最も広く使用されています:
CE = %C + %Mn/6 + (%Cr + %Mo + %V)/5 + (%Ni + %Cu)/15
| CE 値 | 溶接性 | 予熱ガイダンス |
|---|---|---|
| ≤ 0.35 | 優秀 | 不要 (t ≤ 25 mm) |
| 0.35 – 0.40 | 良好 | より厚い部材の場合は 75–100 °C |
| 0.40 – 0.45 | 普通 | 100–150 °C |
| > 0.45 | 不良 | 150–200 °C 以上 |
規格カバレッジ
| 等級 | 適用される規格 |
|---|---|
| A36 | ASTM A36, ASME SA-36 |
| S275 | EN 10025-2, EN 10025-3, EN 10025-4 |
| S355 | EN 10025-2, EN 10025-3, EN 10025-4 |
| A516 Gr 70 | ASTM A516 (圧力容器板) |
| A106 Gr B | ASTM A106 (シームレス管) |
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Try TestCert freeよくある質問
ASTM A36 と EN S275 は互換性がありますか？
これらは降伏強度および引張範囲においては広く同等ですが、エンジニアリング審査なしに互換性はありません。A36 は標準要件として衝撃試験を要求しません。EN S275JR は 20 °C で 27 J を要求します。組成限度も異なります — EN S275 は一部の副等級でより厳密な炭素およびマンガン限度を持ちます。相互認定には、特定の設計コードに対して各要件を確認する必要があります。
EN 鋼等級の J0、J2、JR サフィックスの意味は何ですか？
これらのサフィックスはシャルピー衝撃試験温度副等級を示します: JR = +20 °C で 27 J、J0 = 0 °C で 27 J、J2 = −20 °C で 27 J。設計最低温度に対して正しい副等級を選択することは、構造完全性にとって重要です — −20 °C サービス用に設計された構造は最低でも J2 副等級を指定する必要があります。
最小降伏強度 250 MPa の A36 の最大厚さは何ですか？
ASTM A36 降伏強度要件は厚さに依存します。200 mm (8 インチ) を超える厚さの板の場合、最小降伏強度は 220 MPa (32 ksi) に低下します。注文時またはヘビープレート認証を確認する際は、ASTM A36 の現在の版の関連表に対して適用可能な厚さ範囲を確認する必要があります。
TestCert は炭素鋼 MTC をどのように検証しますか？
TestCert は、特定の等級、厚さ範囲、および製品形式を識別してから、適用可能な規格の表から正しい組成および性質限度を適用することにより、炭素鋼 MTC を検証します。EN 等級の場合、プラットフォームは報告された CE 値が等級最大値を超えていないことを確認し、シャルピー副等級温度が購買注文要件と一致していることを確認します。