ASTM A291 グレード1 クラスA 正火・焼戻し中炭素鋼：特性と仕様
ASTM A291 グレード1 クラスA 正火・焼戻し中炭素鋼の特性と仕様
ASTM A291 は、高温用鋳鋼バルブ・フランジ・継手・配管部品向けの規格です。グレード1 クラスA は、中炭素鋼を正火・焼戻し（N&T）処理した最も一般的なグレードで、優れた機械加工性と溶接性を備えつつ、高温での十分な強度を確保しています。室温（23℃）での主要特性を以下にまとめます。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 密度 | 23.0 ℃ | 7.8 – 7.9 g/cm³ | 中炭素鋼の典型値 |
機械的特性（室温）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| シャルピー衝撃値 | 23.0 ℃ | 11 – 13 J |
| ヤング率（弾性率） | 23.0 ℃ | 200 – 215 GPa | 中炭素鋼の典型値 |
| 伸び（A50） | 23.0 ℃ | 16 – 22 % |
| ブリネル硬さ | 23.0 ℃ | 170 – 223 |
| ポアソン比 | 23.0 ℃ | 0.29 | 中炭素鋼の典型値 |
| 絞り | 23.0 ℃ | 30 – 45 % |
| せん断弾性率 | 23.0 ℃ | 75 – 80 GPa | 炭素鋼の典型値 |
| 引張強さ | 23.0 ℃ | 550 – 585 MPa |
| 降伏強さ（Rp0.2） | 23.0 ℃ | 310 – 345 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 線膨張係数 | 23.0 ℃ | 1.32×10⁻⁵ 1/K | 中炭素鋼の典型値 |
| 最高使用温度 | — | 500 ℃ | 炭素鋼の典型値 |
| 融点 | — | 1,380 – 1,514 ℃ | 中炭素鋼の典型値 |
| 比熱容量 | 23.0 ℃ | 470 – 520 J/(kg·K) | 中炭素鋼の典型値 |
| 熱伝導率 | 23.0 ℃ | 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 ℃ | 1.43×10⁻⁷ – 1.74×10⁻⁷ Ω·m | 炭素鋼の典型値 |
化学成分（代表値、質量%）
| 元素 | 含有量 |
|---|
| 炭素 (C) | 0.55 % |
| クロム (Cr) | 0.25 % |
| 銅 (Cu) | 0.35 % |
| マンガン (Mn) | 0.60 – 0.90 % |
| モリブデン (Mo) | 0.10 % |
| ニッケル (Ni) | 0.30 % |
| リン (P) | 0.04 % |
| ケイ素 (Si) | 0.35 % |
| 硫黄 (S) | 0.04 % |
| バナジウム (V) | 0.06 % |
正火・焼戻し（N&T）のメリットと用途
正火により組織を微細化し、焼戻しで内部応力を除去することで、調質（Q&T）品に比べ機械加工性と溶接性に優れ、寸法安定性も良好です。ASME BPVC Section I・VIII で、500 ℃ 以下の高温配管用バルブボディ、フランジ、継手などの鋳鋼部品に広く採用されています。炭素 0.55% で中炭素鋼の上限寄りのため、溶接時は予熱・焼戻しが必要です。より高強度が必要な場合はグレード2・3 やクラスB・C が選定されます。
