ASTM A27鋼：鋳造に適したグレードの選択

化学組成と溶接後熱処理の影響を理解する

鋳造所に注文する前に、鋳造品の正しい材料仕様を特定する必要があります。これにより、最高の性能と耐久性を実現するために必要な品質の鋳造が保証されます。鋳造所での鋳造品の注文は、通常、ASTM仕様（機械的特性、化学分析、および使用目的に基づいて鋼やその他の材料を分類するシステム）に従って行われます。以前はAmericanSocietyfor Testing and Materials（ASTM）として知られていたASTM Internationalは、世界的に認められた標準化団体です。

ASTM A27とは何ですか？

必要な機械的および化学的特性に応じて、鋼（Fe）には、炭素（C）に加えて、さまざまな量の外来元素（合金）が含まれます。 ASTM A27は、一般的な用途向けの炭素鋼鋳物用に開発された仕様です。多くの場合、軟鋼と呼ばれます 、または普通炭素鋼 、この一般的な鋳鋼の形状のコストと強度のバランスにより、幅広い用途に適しています。

ASTM A27は、設計の化学的要件と強度要件に応じて指定できる、いくつかのグレードと2つのクラスの鋼鋳物を提供します。また、鋳造品が独自の検査と他の設計ニーズの順守を要求する場合の補足要件も提供します。 ASTM A27には、最大70 ksi（485 MPa）の最小引張強度を必要とする用途向けの炭素鋼鋳物が含まれています。

ASTMA27の対象となる鋼種はいくつかあります。鋳鋼には2つのクラスがあります。各グレードは、機械的特性の変化に影響を与えるために必要な化学組成と熱処理の種類によって異なります。

化学分析や引張分析以外のテストを行う場合は、補足テストを仕様に適用できます。補足テストでは、生産者が選択した追加テストから実施する必要があります。

補足テスト

表面検査

健全性の内部テスト

強度テスト

表面のテクスチャや変形を観察して、鋳造の亀裂や不連続性を検査します。

内部のボイドを検査して、鋼に亀裂、収縮キャビティ、またはその他の欠陥がないことを確認します。

温度、延性および脆性遷移に依存することを確認するために検査します。

例えば。磁粉探傷試験

例えば。レントゲン検査

例えば。シャルピー衝撃試験

熱処理の効果

熱処理は、金属の物理的特性を変更、修復、または改善するために使用されます。鋳造所でのこのプロセスには、熱処理オーブンを使用した加熱と冷却が含まれ、多くの場合、極端な温度になります。これにより、鋳造部品の応力が減少し、鋳造物の物理的特性が均一化され、金属の物理的特性が変更されます。熱処理には、完全な焼きなまし、焼きならし、焼き戻し、または焼入れと焼き戻しが含まれます。鋳物が完全に冷却された後に熱処理を行う必要があります。

鋼のグレードとクラスを検討する場合、熱処理が重要な役割を果たします。グレードN-1およびU-60-30を除くすべての鋳物は、熱処理する必要があります。鋼のクラスは、溶接後の熱処理に対する鋳物の必要性に大きく影響されます。

鋼種の選択

鋼種を選択するときは、予想されない条件を満たすことを目的としたグレードではなく、実際の要件を満たすものを選択してください。より高いグレードと追加のテストは、通常、より高いコストを要求します。必要以上の過剰な試験や合格基準が実施された場合、必ずしも鋳造品の保守性を向上させることなく費用が追加されます。要求されるテストの量と受け入れ基準は、設計とサービスの要件に従う必要があります。

鋼種

グレードN-1

化学分析のみ

グレードN-2

熱処理されていますが、機械的にテストされていません

グレードU-60-30

機械的にテストされていますが、熱処理されていません

グレード60-30、65-35、70-36、70-40

熱処理されていますが、機械的にテストされていません

鋼クラスの選択

鋼種を決定したら、鋼種を選択します。熱処理の必要性によって区別される2つの異なるクラスの鋼があります。

• クラス1：溶接後の熱処理が必要です
  

  溶接が行われる場合、鋳造所は鋳造品を熱処理または再熱処理する必要があります。

• クラス2：溶接後の熱処理は不要
  

  鋳造所は、熱処理または再熱処理を必要とせずに、鋳物にいくらかの溶接を行うことができます。これは、非常に小さい表面的な溶接の場合は正常です。

溶接部に熱処理が必要な場合は、グレードとともにクラス1を指定することが重要です。対照的に、熱処理を使用しない場合は、グレードとともにクラス2を指定する必要があります。

ASTMA27強度テスト

強度試験は通常、実際の鋳物から取られたセクションではなく、クーポンと呼ばれる代表的な棒鋼で実行されます。クーポンで行われたテストは、鋳物と同時に注がれ、熱処理されるのと同じ鋳物の組成を持っています。結果は鋼の品質を示しますが、必ずしも実際の鋳物の特性を示すとは限りません。熱処理中の凝固条件と冷却速度は、鋳物のサイズ、形状、厚さの影響を受けます。

鋼の仕様は、一般的に引張強度と降伏強度を指します。グレードN-1およびN-2を除くA27鋼は、すべて引張試験を受け、次の機械的要件に準拠している必要があります。

引張強さ（極限引張強さ）

破壊する前に伸ばされている間に受けることができる最大の応力によって測定される材料の強度。

降伏点

材料が塑性変形し始める前に受ける可能性のある張力。

伸び（％）

引張試験片が破損または破壊する前に伸びる初期長さのパーセンテージ。

面積の縮小（％）

引張試験片の元の断面積と破壊後の最小面積の差（元の面積のパーセンテージとして表されます）。

強度テストと硬度テスト

引張強さは硬度と同じではありません。引張強度とは、引張下での破壊に対する材料の抵抗を指します。前述のように、引張強度は、引張強度、降伏点、鋳物の伸びなどの引張特性を検証するためのテストクーポンを使用してテストできます。

硬度とは、材料が変形に耐える能力を指します。非オーステナイト鋼に関しては、硬度値と引張強度の間に一貫した機能的関係があるため、硬度を測定することで引張降伏を示すことができます。鋳造所の硬さ試験では、独自の引張試験を行うことなく、安価で簡単かつ体系的に物理的特性をチェックできます。それらは正確なまたは保証された測定値を提供しませんが、均質な鋼に対しては比較的正確です。したがって、硬度テストとその後の変換により、物理的特性の仮定を迅速に確認するための迅速で費用効果の高い方法を提供できます。