ASTM A513 グレード 1035 非熱処理溶接鋼管 – 性能と主要特性
ASTM A513 グレード 1035 非熱処理溶接鋼管の概要
ASTM A513 グレード 1035 は、炭素含有量 0.32–0.38% の中炭素鋼を溶接成形し、溶接後熱処理を行わない（アズ・ウェルデッド）状態で供給される機械構造用鋼管です。溶接熱影響部（HAZ）の焼入れ組織により、母材より高い強度・硬度を示しますが、延性・靭性は低下します。コスト重視・中程度の強度要求・後工程で熱処理予定のある用途に適しています。本稿ではアズ・ウェルデッド状態の実態特性を整理し、設計上の注意点を解説します。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.8 – 7.9 g/cm³ | 中炭素鋼の典型値 |
機械的特性（室温・アズ・ウェルデッド状態）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| ヤング率（弾性率） | 23.0 °C | 200 – 215 GPa | 中炭素鋼の典型値 |
| 伸び（A50） | 23.0 °C | 10 % | 正規化材（25%）より大幅低下 |
| ロックウェル B 硬度 | 23.0 °C | 75 HRB | |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.29 | 中炭素鋼の典型値 |
| せん断弾性率 | 23.0 °C | 75 – 80 GPa | 炭素鋼の典型値 |
| 引張強さ | 23.0 °C | 455 MPa | 正規化 1030（415 MPa）より高い |
| 降伏強さ（0.2% 耐力） | 23.0 °C | 345 MPa | 正規化 1030（275 MPa）より高い
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 線膨張係数 | 23.0 °C | 1.32×10⁻⁵ 1/K | 中炭素鋼の典型値 |
| 最高使用温度 | – | 500 °C | 炭素鋼の典型値 |
| 融点 | – | 1,380 – 1,514 °C | 中炭素鋼の典型値 |
| 比熱容量 | 23.0 °C | 470 – 520 J/(kg·K) | 中炭素鋼の典型値 |
| 熱伝導率 | 23.0 °C | 21 – 52 W/(m·K) | 中炭素鋼の典型値 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 電気抵抗率 | 23.0 °C | 1.43×10⁻⁷ – 1.74×10⁻⁷ Ω·m | 炭素鋼の典型値 |
化学組成（質量%）
| 元素 | 含有量 |
|---|
| 炭素 (C) | 0.32 – 0.38 % |
| マンガン (Mn) | 0.60 – 0.90 % |
| リン (P) | 0.04 % 以下 |
| 硫黄 (S) | 0.035 % 以下 |
アズ・ウェルデッド状態の特徴と設計上の注意点
- 溶接熱影響部（HAZ）の焼入れ：溶接冷却速度が速いため、HAZ にマルテンサイト・ベイナイトが生成し硬度上昇・延性低下・残留応力大。
- 強度・硬度の位置依存性：溶接ビード部・HAZ・母材部で硬度分布が異なり、曲げ・拡管・スピン加工など二次加工時に割れリスクあり。
- 後工程正規化・焼鈍の推奨：重要構造部品では 870–920 °C 正規化または 650–700 °C 応力除去焼鈍を実施し、特性均質化・残留応力低減を図る。
- 溶接性：炭素当量 Ceq ≈ 0.50% で予熱（100–150 °C）推奨。溶接後即時焼鈍が理想的。
代表的用途と使い分け
- 非重要構造部材：フレーム・支柱・ガードレールなど静的荷重主体で延性要求緩やかな用途
- 後工程熱処理前提部品：機械加工後に正規化・焼入れ焼戻しを実施するシャフト・ピン・ブッシュ素材
- コスト優先の汎用配管：流体圧力低・腐食環境でない一般配管（ただし JIS G3454 等との使い分け要）
「安価・高強度・即納」が魅力ですが、延性・靭性・残留応力の面から、動的荷重・低温・疲労・二次加工を伴う重要部品では正規化材（1007033728）または DOM 材（1007033730）へのグレードアップを強く推奨します。
