ASTM A678グレードA 焼入れ焼戻し鋼板 - 高強度構造用鋼の特性と用途
概要
ASTM A678グレードAは、焼入れ・焼戻し(Q&T)熱処理により高強度・高靭性を実現した構造用低合金鋼板の規格です。降伏強度345 MPa、引張強さ485-620 MPaを持ち、溶接構造物、建設機械、クレーンブーム、橋梁等の高負荷構造部材に広く使用されています。
焼入れ焼戻し(Q&T)鋼板の特長
- 通常の熱間圧延鋼板に比べ約2-3倍の強度
- 優れた靭性(低温シャルピー衝撃値確保可能)
- 優れた溶接性(低炭素当量設計)
- 板厚方向特性(Z方向特性)の保証が可能
機械的特性(23℃)
| 特性項目 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 ℃ | 7.8 – 7.9 g/cm³ | 低炭素鋼として典型的 |
| ヤング率 | 23.0 ℃ | 200 – 215 GPa | 低炭素鋼として典型的 |
| ポアソン比 | 23.0 ℃ | 0.29 | 低炭素鋼として典型的 |
| せん断弾性率 | 23.0 ℃ | 82 GPa | 低炭素鋼として典型的 |
| 引張強さ | 23.0 ℃ | 485 – 620 MPa | 規格範囲 |
| 降伏強さ | 23.0 ℃ | 345 MPa | 規格最小値 |
| 伸び(A50) | 23.0 ℃ | 22 % | 優れた延性 |
化学成分(代表値、質量%)
低炭素・マルチ合金設計で溶接性と強度を両立。銅・クロム・ニッケルで耐食性も向上。
| 元素 | 含有量 |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.16 % |
| クロム (Cr) | 0.25 % |
| 銅 (Cu) | 0.20 – 0.35 % |
| マンガン (Mn) | 0.90 – 1.50 % |
| モリブデン (Mo) | 0.08 % |
| ニッケル (Ni) | 0.25 % |
| リン (P) | 0.04 % |
| ケイ素 (Si) | 0.15 – 0.50 % |
| 硫黄 (S) | 0.04 % |
熱的・電気的・磁気的特性
ベース鋼として共通:線膨張係数 1.32-1.38×10⁻⁵ 1/K、最高使用温度 500℃、融点 1480-1526℃、比熱 465 J/(kg·K)、熱伝導率 25-93 W/(m·K)、電気抵抗率 1.43-1.74×10⁻⁷ Ω·m、キュリー温度 770℃。
同規格の他グレードとの比較
| グレード | 降伏強さ (MPa) | 引張強さ (MPa) | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| Grade A | 345 | 485-620 | 一般構造、建機、橋梁 |
| Grade B | 415 | 550-690 | 高強度構造、クレーンブーム |
| Grade C | 485 | 620-760 | 超高強度構造、特殊車両 |
| Grade D | 550 | 690-825 | 極限高強度、防護装甲等 |
主な用途
- 建設機械:ブーム、アーム、バケット、アウトリガー
- クレーン:ブーム、ジブ、マスト、アウトリガー
- 橋梁:主桁、横桁、床版(耐候性要求時はA588等併用)
- トラック・トレーラー:シャーシフレーム、クロスメンバー
- 海洋構造物:デッキ、ブレース、ジャケット部材
- 鉱山機械:ダンプボディ、ショベルバケット
加工・溶接上の注意点
- 高強度のため、曲げ加工には十分な金型トン数と大きな曲げ半径が必要
- 溶接:低水素系溶接材料使用、予熱・層間温度管理を実施(板厚・拘束度による)
- 切断:プラズマ・レーザー切断推奨。ガス切断時は予熱・徐冷で硬化層対策
- 機械加工:工具摩耗大、超硬工具・適切切削条件必須
規格の適用範囲
ASTM A678は板厚 6.35 mm (1/4 in) 以上の鋼板に適用されます。薄板の高強度化には ASTM A1011(熱間圧延)や ASTM A653(めっき)の HSLAS/HSLAS-F シリーズが用いられます。
金属
- ASTM A982 グレード B クラス 1 ステンレス鋼 – 焼入れ・焼戻し・応力除去
- ASTM A982 Grade A Class 1 – 焼入れ焼戻し・応力除去マルテンサイト系ステンレス鋼
- ASTM A723 Grade 1 Class 1 焼入れ焼戻し鋼 – 特性および仕様
- ASTM A723 Grade 1 Class 3 焼入れ焼戻し鋼 – 主要特性および仕様
- ASTM A723 グレード 1 クラス 2 調質鋼 - 特性と仕様
- ASTM A765 Grade II 鋼:ノーマライズ・テンパー、二重ノーマライズ・テンパー、焼入れ・テンパーの特性
- ASTM A541 グレード 1A 調質ステンレス鋼 – 高強度、優れた衝撃靭性と耐食性
- ASTM A469グレード 6 – 焼入れ焼戻し・応力除去ステンレス鋼
- ASTM A469グレード 7 焼入れ焼戻し・応力除去マルテンサイト系ステンレス鋼 – 主要特性
- ASTM A469 Grade 8 焼入れ焼戻しステンレス鋼 – 応力除去、高強度、耐食性
- ASTM A479 Grade XM-30 焼入れ焼戻し材 – 特性と性能