A514 鋼: 特性、用途、利点

ASTM A514 グレードは、建設における構造用途向けに特別に設計されています。機械や装置にも使用されています。このグレードは、中程度の強度、耐摩耗性、靭性、耐腐食性を兼ね備えており、長期用途に適しています。ASTM A514 には、A、B、E、F、H、Q、S など、さまざまなグレードがあります。A514 鋼の特性は、高負荷用途に最適です。

A514/T-1 鋼とは何ですか?

ASTM A514 鋼板は、強度、溶接性、靭性が高いことで知られています。これは、構造用途で高い性能を発揮し、摩耗の激しい機械用途に適した、焼き入れおよび焼き戻し済みの状態で入手できる低炭素鋼です。

A514鋼の変種（A514B、A514Fなど）

A514 グレードは T1 鋼とも呼ばれます。強度を高めるために焼き入れと焼き戻しが行われ、A、B、E、F、H、Q、P、S の 8 つのバリエーションがあります。機械的特性は同じですが、厚さによって異なり、化学的特性も異なります。これらの A514 グレードは、溶接性と機械加工性に優れています。

業界標準と認証

A514グレードはASTM A514の基準を満たしています。これは主にASTM規格で認められており、焼き入れおよび焼き戻しの品質もカバーしています。A514鋼には特定のISOおよびEN規格はありません。焼き入れおよび焼き戻しではT1鋼およびT1金属としても知られています。

A514鋼を使用する利点と欠点

優位性

ASTM A514 は、より高い靭性と強度を提供する独自の化学組成を持っています。T1 金属は炭素鋼よりも熱処理に敏感です。熱処理された T1 鋼は、より耐摩耗性と耐久性に優れています。最も重要な特徴は、長持ちする性質であり、コスト効率に優れたオプションになります。T1 金属は、長期的にはプロジェクト コストを節約します。

この高強度鋼は、高い耐衝撃性と耐腐食性を備えているため、耐摩耗性と耐衝撃性が求められる用途に最適です。

デメリット

ASTM A514 グレードにはそのような欠点はありません。ただし、拡散性水素に敏感であるという制限があります。つまり、水素割れが発生しやすいということです。これは通常、鋼の溶接後に発生します。

A514鋼の化学組成

ASTM A514 の化学組成は A514 グレードによって異なります。すべての A514 グレードの組成は次のとおりです。

主な合金元素

ASTM A514 グレードの主な合金元素は、靭性と耐久性を高める炭素、脆さを低下させるマンガン、機械加工性を高めるリン、耐食性を高めるシリコン、および A514 鋼の特性における耐食性と機械加工性を高める硫黄です。

微量元素

ホウ素は微量に存在し、A514 鋼の特性の硬度を高めます。

A514鋼の機械的性質

A514 鋼の機械的特性は断面の厚さによって異なります。以下に説明します。

降伏強度と引張強度

A514 鋼の引張強度と降伏強度およびその他の特性は次のとおりです。

A514 硬度

A514 鋼の硬度特性は通常、ブリネル硬度で表されます。すべての厚さにおいて、235～293HBW の範囲です。

硬度試験方法

A514 のブリネル硬度試験は、最大 3000kg の荷重を最大 30 秒間の指定時間に加えることから構成されます。この荷重は、直径 10mm のタングステン カーバイド ボールによって加えられます。荷重を加えたときのくぼみから、T1 鋼の硬度がわかります。

靭性

靭性は、材料がエネルギーを吸収する能力を定義します。これは強度と延性に依存します。ASTM A514 は引張強度が高く、110ksi という優れた極限引張強度を備えているため、靭性も優れています。

耐衝撃性と試験（シャルピーVノッチ試験）

シャルピー V ノッチ試験は、材料の吸収エネルギーを測定します。衝撃荷重でサンプルを破断して行います。しっかりと固定された ASTM A514 サンプルは、両端の振り子アームのハンマーで叩かれます。これにより、最大吸収エネルギーが測定されます。A514 鋼の特性は、高い耐衝撃性、靭性、強度を示します。

A514鋼の用途

ASTM A514 鋼の用途は次のとおりです。

建設業

輸送トレーラー、農業機械、大型車両のフレームやシャーシに使用される一般的な材料です。また、クレーンブーム、移動式人力リフト、溶接橋梁構造部材にも使用されます。

製造業

T1 鋼板は、建物のフレームや構造部品に使用されます。高い耐衝撃性と耐摩耗性が求められる摩耗性の高い機械部品に使用されます。トラックのフレームやボディ、貯蔵タンク、コンテナのフレームの製造に使用されます。

軍と国防

T1 金属板は、軍事および防衛産業の機械製造に使用されています。また、石油化学、原子力、オフショア プラットフォームでも使用されています。材料が高圧および高温環境にさらされる用途には最適なオプションです。

鉱業

T1 鋼は、大型の工具、掘削、削り取りなどが必要な採掘用途に適しています。スクレーパー バーは石炭採掘コンベアに使用されます。大規模採掘における岩石スクレーパー ブレードとバケット スクレーパーには通常、ASTM A514 が使用されます。これは、耐摩耗性が高いためです。石炭採掘におけるコンベア フライトにも T1 金属が使用されています。

A514鋼の製造と溶接

T1金属の製造と溶接は次のとおりです。

切断と機械加工

A514 は靭性と強度に優れているため、加工が難しい場合があります。ただし、従来の方法で加工することは可能です。T1 鋼を切断および加工する場合は、水溶性クーラントと低速をお勧めします。高速度鋼の代わりに超硬工具をお勧めします。

CNC加工技術

A514 鋼の特性には、加工性の良さと CNC 加工での優れた応答性が含まれます。Tuofa CNC 加工は A514 加工の優れたサービスを提供します。http://tuofa-cncmachining.com/ をご覧ください。

溶接技術

ASTM A514 鋼は、SMAW、GMAW などの従来の方法で溶接できます。靭性が高いため、熱影響部には特に注意することをお勧めします。水素割れを避けるために、低水素溶接棒の使用をお勧めします。溶接後の処理により、水素割れのリスクを軽減できます。

予熱とパス間温度

低水素溶接棒を使用する必要があり、溶接中のパス間温度は 450 度 F 未満である必要があります。厚さ 150 インチの T1 金属板の場合、予熱は 1.5 度未満である必要があります。予熱とパス間温度は慎重に制御する必要があります。

熱処理

T1 鋼は、焼入れと焼戻しを使用して応力緩和のために熱処理されます。焼入れまたは焼戻しされた ASTM A514 は、T1 金属または T1 鋼として知られています。この熱処理には、高温加熱とその後の水または油での急速冷却が含まれます。このプロセスにより、A514 鋼の特性が向上します。ASTM A514 グレードは、冷間加工とひずみ硬化によって強化できます。

推奨フィラー金属

主な懸念事項は、フィラー金属中の水素含有量です。推奨されるフィラー金属は、拡散性水素が 8ml/100gm を超える溶接金属を堆積してはなりません。

他の高強度鋼との比較

A514鋼の特性を他の高強度鋼と比較します。一般的なグレードの比較は以下になります。

A514 鋼 vs. AR500 鋼

AR500 鋼は低温でも高い耐摩耗性と耐衝撃性を備えています。ASTM A514 は高強度用途向けに設計されています。

A514鋼とS690QL鋼

ASTM A514 は高強度低合金鋼です。高負荷用途向けに設計されています。S690QL は、優れた溶接性と延性を備えた、焼き入れ焼き戻しされた高強度低合金鋼です。

A514 鋼と A572 鋼

A514 は高強度で耐久性の高い用途で知られています。A572 は中程度から高い強度レベルを持ちます。強度と延性の両方が求められる用途で使用されます。