JIS G3445 STKM20A 炭素鋼管 - 超高強度機械構造用
JIS G3445 STKM20A 機械構造用炭素鋼管の概要
JIS G3445規格のSTKM20Aは、STKMシリーズで規定される最高強度グレードの炭素鋼シームレス鋼管です。引張強さ540MPa、降伏強さ390MPaを確保し、伸び8-23%の優れた強度・延性バランスを実現。最も過酷な機械構造用途に対応します。
主な特長
- STKMシリーズ最高強度:引張540MPa以上、降伏390MPa以上
- 優れた強度・延性バランス:伸び8-23%
- 高炭素・高マンガンで焼入れ性に優れる
- 熱処理により800MPa級以上の超高強度化が可能
物理的・機械的特性
機械的特性(常温)
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヤング率 | 23.0 °C | 200 - 215 GPa | 低炭素鋼の代表値 |
| 伸び(A5) | 23.0 °C | 8 - 23 % | 高強度グレードとして優秀 |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.29 | 低炭素鋼の代表値 |
| 剛性率 | 23.0 °C | 82 GPa | 低炭素鋼の代表値 |
| 引張強さ | 23.0 °C | 540 MPa | 最小保証値(シリーズ最高) |
| 降伏強さ | 23.0 °C | 390 MPa | 最小保証値(シリーズ最高) |
一般特性、寸法(肉厚1-8mm)、熱的・電気的・磁気的特性はSTKMシリーズ共通値です。
主要用途
- 自動車:クランクシャフト、コネクティングロッド、トランスミッションシャフト
- 油圧機器:超高圧シリンダ(35MPa以上)、高圧バルブボディ
- 建設機械:大型油圧ショベルの主要構造ピン、シリンダロッド
- 産業機械:プレス機クランクシャフト、大型ギア軸
- エネルギー関連:風力タービン主軸、発電機ローター軸
化学成分(代表値、質量%)
| C | Si | Mn | P | S |
|---|---|---|---|---|
| 0.20-0.25 | 0.15-0.35 | 0.70-1.00 | ≤0.040 | ≤0.040 |
熱処理と特性向上
| 熱処理 | 条件 | 期待特性 | 用途例 |
|---|---|---|---|
| 正火 | 870-920°C 空冷 | 引張550-650MPa、組織均質化 | 機械構造部品の下地処理 |
| 焼入れ焼戻し | 850-880°C油焼入れ→550-650°C焼戻し | 引張700-900MPa、高靭性 | クランクシャフト、アクスルシャフト |
| 高周波焼入れ | 表面急熱急冷→150-200°C焼戻し | 表面HRC55-62、心部靭性維持 | カム軸、ギア、ピストンロッド |
溶接上の注意
炭素当量(Ceq = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15)が約0.45-0.55%と高いため、溶接時は以下に注意:
- 予熱:150-200°C(板厚・拘束度により調整)
- 低水素系溶接材料の使用
- 溶接後熱処理(PWHT):550-600°C×1h以上推奨
- 溶接熱影響部の軟化・冷間割れ対策必須
同等・関連規格
- JIS G3441 STKM20A
- ASTM A519 Grade 1030/1035
- DIN 2391 St60/St70
- EN 10305-1 E500/E550
金属
- JIS Z3263 BA12PC-O:3000系アルミニウム合金(軟質材)の特性と規格値
- JIS Z3263 BA21PC-O:6000系アルミニウム板材(軟質)の特性と規格値
- JIS Z3263 BA22PC-O:6000系アルミニウム板材(軟質)の特性と規格値
- JIS Z3263 BA23PC-O:6000系アルミニウム板材(軟質)の特性と規格値
- JIS Z3263 BA24PC-O:3000系アルミニウム板材(軟質)の特性と規格値
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