単一の鋼種があらゆる産業用途に「最適」ということはありません。溶接パイプ、チューブ、組立構造用の鋼材の選択は、常に最小降伏強さ、引張強さ、靭性、耐食性、溶接性、機械加工性、総コストとのトレードオフになります。-油圧ラインで優れた性能を発揮するグレードでも海洋雰囲気では早期に機能しなくなる可能性がありますが、高合金化ステンレスグレードは乾燥した保護された構造フレームでは不必要な出費となります。このガイドでは、エンジニアと調達チームが鋼グレードを比較し、パイプやチューブ製品に適切な材料を選択する方法について説明します。
産業分野における「最高の鋼」が意味するもの
鋼材の選択は、材料そのものではなく使用環境から始まります。候補リストを定義する 4 つの質問:
機械的義務- コンポーネントが耐えなければならない降伏強度と引張強度、および動作温度範囲。
腐食にさらされる- 大気、淡水、海水、化学プロセス流体、または埋設土壌。
製造ルート- は、溶接またはシームレス、冷間引抜き、曲げ、ねじ切り、または機械加工、およびその後の熱処理です。
規格とトレーサビリティ- 注文書の準拠仕様と必要な検査証明書。
これらが修正されると、最適なグレードは通常、過剰な合金含有量を含まずに 4 つの要件をすべて満たす最も低コストの材料になります。{0}
用途別鋼種比較
| デザインの優先順位 | 代表的なグレードファミリー | 選定理由 | 最小降伏強度 |
|---|---|---|---|
| 強度と靭性 | 焼き入れ焼き戻し済みの低合金鋼- | 延性を保持しながら高強度 | 550～690MPa |
| 耐食性 | オーステナイト系ステンレス 304/304L、316/316L | 不動態酸化クロム表面層 | 170～310MPa |
| 被削性 | 低-炭素 1018 および快削- 11xx | 低硬度、きれいな切りくず生成 | 約370MPa |
| 溶接性とコスト | Q195、Q235B、S235JR形鋼 | 幅広い入手可能性、容易な溶接 | 195～235MPa |
| 低温サービス- | ASTM A333 グレード 6、ASTM A350 LF2 | -29度以下の衝撃靱性 | 240～260MPa |
一般的な構造用鋼および管用鋼のグレードの説明
Q195は、最小限の合金含有量と 195 MPa の最小降伏強度を備えた中国の低炭素構造用鋼です。-これは、耐荷重よりも成形性が重視されるワイヤ、軽量構造セクション、および汎用チューブに広く使用されています。-
Q235B中国で最も一般的な一般的な構造等級です。最小降伏強さは 235 MPa (約 34 KSI)、引張強さの範囲は約 370 ～ 500 MPa (54 ～ 72.5 KSI) です。 Q235B は簡単に溶接でき、プレート、セクション、溶接パイプとして供給されます。
Q355BQ345B に代わる指定である、最小降伏強度 355 MPa と優れた低温衝撃靱性を備えています。-。構造用パイプ、クレーンブーム、および強度が高いため壁を薄く軽量にすることができる重い組み立てフレームに適しています。
L245API 5L ライン パイプ グレードは、最小降伏強度 245 MPa で、API 5L グレード B と同等の強度です。石油、ガス、水の輸送パイプラインに使用されます。
ASTM A106 グレード B高温使用用のシームレス炭素鋼パイプをカバーしており、最小降伏強度は 240 MPa、最小引張強度は 415 MPa です。{0}}その溶接された対応物は、ASTM A53 グレード B、 そしてASTM A333 グレード 6低温バージョンは、-45 度までの使用に適しています。-
ステンレスグレードも同じ論理に従います。304/304L は一般的な耐食性を提供し、316/316L は塩化物や海洋への曝露に備えてモリブデンを添加します。
高強度鋼と特殊鋼
約 1000 MPa を超える引張強度が必要な場合は、焼き入れおよび焼き戻しを行った低合金鋼やグレード 300 などの 18Ni マレージング鋼が使用されます。{1}時効状態では、マレージング グレードの引張強度は 2000 MPa (約 290 KSI) を超えることがあります。そのため、マレージング グレードは標準的な溶接パイプではなく、航空宇宙および防衛のハードウェアに使用されます。
SAE/AISI 1038炭素を 0.35～0.43% 含む中炭素鋼です。-焼入れおよび焼き戻し後、良好な引張強度と耐摩耗性が発現するため、溶接管よりもシャフト、ボルト、機械部品に適しています。
マレージングやその他の超高強度グレードは、主に棒やシートの形で供給されます。{0}溶接金属と熱影響部には個別の認定が必要であり、多くの場合溶接後の熱処理が必要となるため、溶接パイプには現実的な選択肢ではありません。-
選び方: 実践的な選択ワークフロー
設計圧力、温度範囲、腐食代を定義します。
候補となる降伏強度に必要な肉厚を計算し、ASME B31.3、EN 13480、GB/T 20801 などの管理コードを確認します。
溶接性、溶接手順の適格性、および最低設計金属温度での衝撃試験を確認します。
必要な外径、肉厚、規格が市販されているかどうかを確認してください。
指定された検査証明書と、プロジェクトで必要な第三者の証人を添えて注文してください。{0}
よくある質問
Q: 鋼材ではどのグレードが最適ですか?
普遍的な最高グレードはありません。正しい答えは主要な要件によって異なります。つまり、強度を確保するには焼き入れおよび焼き戻しを施した低合金鋼-、耐食性にはステンレス 316L、機械加工性には低炭素 1018、経済的な溶接構造には Q235B または Q355B を使用します。-
Q: Q195鋼とは何ですか?
Q195 は、最小限の合金含有量と 195 MPa の最小降伏強度を備えた中国の低炭素構造用鋼です。-これは、成形性とコストが主な考慮事項となるワイヤ、溶接パイプ、軽量構造コンポーネントによく使用されます。-
Q: Q235 鋼の KSI は何ですか?
Q235 鋼の最小降伏強さは 235 MPa で、これは約 0.145 KSI に等しい 1 MPa を使用すると約 34 KSI に換算されます。 370 ～ 500 MPa の引張強さの範囲は、およそ 54 ～ 72.5 KSI に相当します。
Q: 最も強い鋼はどのグレードですか?
18Ni マレージング鋼グレード 300 などの超高強度グレードは、時効後に引張強度が 2000 MPa を超えることがあります。これは約 290 KSI です。これらのグレードは、一般的な溶接パイプではなく、航空宇宙および軍事部品に使用されます。
Q: 1038 グレードの鋼とは何ですか?
SAE/AISI 1038 は、0.35～0.43% の炭素を含む中炭素鋼です。-焼入れおよび焼き戻し後の引張強度と耐摩耗性に優れており、シャフト、ボルト、機械部品などによく使用されます。
Q: パイプには 316L が常に 304L より優れていますか?
. 316L はモリブデンを添加し、塩化物に対する耐性が優れているため、船舶や化学サービスに適しているとは限りませんが、一般的な屋内用途や非塩化物用途には 304L が適切で経済的です。-
