ASTM A709 Grade HPS 345W 高性能焼入れ焼戻し鋼
ASTM A709 Grade HPS 345W の概要
ASTM A709 Grade HPS 345W（High Performance Steel）は、橋梁用高性能鋼シリーズの一つで、焼入れ焼戻し処理により高強度・高靭性・優れた溶接性を同時に実現した革新的な橋梁構造用鋼です。従来の A709 Grade 50W と同等の降伏強さ（345 MPa）ながら、炭素当量を大幅に低減（C≤0.11%）し、予熱なしまたは低予熱での溶接が可能です。優れた低温靭性（シャルピー衝撃値）と疲労特性を備え、長大橋、可動橋、重要橋梁に採用されています。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.8 - 7.9 g/cm³ | 低炭素鋼の典型値 |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
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| 弾性係数 | 23.0 °C | 200 - 215 GPa | 低炭素鋼の典型値 |
| 伸び (A50) | 23.0 °C | 21 % | |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.29 | 低炭素鋼の典型値 |
| せん断弾性係数 | 23.0 °C | 82 GPa | 低炭素鋼の典型値 |
| 引張強さ | 23.0 °C | 485 MPa | |
| 降伏強さ (Rp0.2) | 23.0 °C | 345 MPa | |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
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| 熱膨張係数 | 23.0 °C | 1.32E-5 - 1.38E-5 1/K | 低炭素鋼の典型値 |
| 最高使用温度 | | 500 °C | 炭素鋼の典型値 |
| 融点 | | 1480 - 1526 °C | 低炭素鋼の典型値 |
| 比熱容量 | 23.0 °C | 465 J/(kg·K) | 低炭素鋼の典型値 |
| 熱伝導率 | 23.0 °C | 25 - 93 W/(m·K) | 低炭素鋼の典型値 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 電気抵抗率 | 23.0 °C | 1.43E-7 - 1.74E-7 Ω·m | 炭素鋼の典型値 |
磁気特性
| 特性 | 値 | 備考 |
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| キュリー温度 | 770 °C | 低炭素鋼の典型値 |
化学組成
| 元素 | 含有量 (%) |
|---|
| アルミニウム (Al) | 0.01 - 0.04 |
| 炭素 (C) | 0.11 |
| クロム (Cr) | 0.45 - 0.7 |
| 銅 (Cu) | 0.25 - 0.4 |
| マンガン (Mn) | 1.1 - 1.35 |
| モリブデン (Mo) | 0.02 - 0.08 |
| ニッケル (Ni) | 0.25 - 0.4 |
| 窒素 (N) | 0.02 |
| リン (P) | 0.02 |
| ケイ素 (Si) | 0.3 - 0.5 |
| 硫黄 (S) | 0.006 |
| バナジウム (V) | 0.04 - 0.08 |
HPS 鋼の革新的特長
HPS 345W は、従来の耐候性鋼（Gr.50W）と比較して以下の革新を実現しています：
- 超低炭素（0.11% 以下）：炭素当量 Ceq ≤ 0.35% で予熱なし溶接が可能
- 焼入れ焼戻し処理：マルテンサイト/ベイナイト組織による高強度・高靭性の両立
- 微量合金設計：Cr-Cu-Mo-Ni-V 複合添加で焼入れ性確保と耐候性付与
- 低温靭性：-30℃ 以上で優れたシャルピー衝撃値を確保
- 疲労特性向上：組織均質化により疲労強度が向上
施工コスト低減（予熱不要、溶接速度向上）、ライフサイクルコスト低減（耐食性、疲労寿命向上）の両面でメリットがあります。
