EN 10277-2 ZSt70-2 - 高炭素冷間引抜き鋼・スプリング・耐摩耗部品用
EN 10277-2規格のZSt70-2（材料番号：1.0605相当）は、炭素含有量約0.50%の高炭素鋼を冷間引抜き加工したもので、本シリーズ中最高の強度と耐摩耗性を備えています。耐摩耗性と高強度に加え、スプリング用途にも適した靭性を持ち、ボルト、シャフト、スピンドル、スプリング等、最も厳しい機械的負荷がかかる部品に使用されます。
主な特長
- 炭素含有量約0.50%でシリーズ最高強度（引張強さ700–1,180 MPa）
- 冷間引抜きによる加工硬化で高降伏強さ（360–745 MPa）を実現
- 優れた耐摩耗性と疲労強度、スプリング特性
- 焼入れ焼戻しで更なる高強度化（〜1,400 MPa級）が可能
- 高炭素鋼として良好な機械加工性（正規化・焼鈍後）
物理的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23°C | 7.8–7.9 g/cm³ | 高炭素鋼の典型値 |
機械的特性（常温・冷間引抜き材）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 弾性係数 | 23°C | 200–215 GPa | 高炭素鋼の典型値 |
| 伸び | 20°C | 5–8% | |
| ポアソン比 | 23°C | 0.29 | 高炭素鋼の典型値 |
| 剛性率 | 23°C | 81 GPa | 高炭素鋼の典型値 |
| 引張強さ | 20°C | 700–1,180 MPa | 引抜き条件により変動 |
| 降伏強さ | 20°C | 360–745 MPa | 引抜き条件により変動 |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 熱膨張係数 | 23°C | 1.32×10⁻⁵ 1/K | 高炭素鋼の典型値 |
| 最高使用温度 | — | 500°C | 炭素鋼の典型値 |
| 融点 | — | 1,289–1,478°C | 高炭素鋼の典型値 |
| 比熱容量 | 23°C | 486 J/(kg·K) | 高炭素鋼の典型値 |
| 熱伝導率 | 23°C | 36 W/(m·K) | 高炭素鋼の典型値 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 23°C | 1.43–1.74×10⁻⁷ Ω·m | 炭素鋼の典型値 |
化学成分（質量%）
| 元素 | 含有範囲 |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.5% |
| リン (P) | 0.05% |
| 硫黄 (S) | 0.05% |
| マンガン (Mn) | 0.6–0.9%（推定） |
| ケイ素 (Si) | 0.15–0.35%（推定） |
| クロム (Cr) | 0.2–0.4%（任意添加） |
ZStシリーズ全グレード比較
| グレード | 炭素% | 引張強さ (MPa) | 降伏強さ (MPa) | 伸び (%) | 硬度目安 (HB) | 主用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ZSt50-2 | 0.30% | 490–960 | 265–590 | 5–10 | 150–280 | 一般機械部品、ボルト、シャフト |
| ZSt60-2 | 0.40% | 620–1,080 | 340–665 | 5–9 | 180–320 | 高負荷シャフト、ギア、カム |
| ZSt70-2 | 0.50% | 700–1,180 | 360–745 | 5–8 | 200–350 | スプリング、高耐摩耗部品、高強度ボルト |
熱処理と加工
- 供給状態： 冷間引抜き（+C）、引抜き焼戻し（+LC）
- 焼入れ焼戻し（QT）： 焼入れ810–840°C/油冷、焼戻し540–650°C（高強度・高靭性化）
- 球状化焼鈍（+S）： 680–720°C、徐冷（機械加工性最大化、冷間成形用）
- 正規化（+N）： 850–880°C、空冷
- スプリング用熱処理： 焼入れ820–850°C/油冷、焼戻し400–500°C（高降伏強さ・高疲労強度）
- 炭素0.5%のため溶接性は劣る（予熱300–400°C、溶接後焼鈍必須）
- 高周波焼入れ、浸炭不要（母材自体が高硬度）、窒化処理に適する
典型的用途
- コイルスプリング、トーションバー、リーフスプリング（自動車・鉄道サスペンション）
- 高強度ボルト・スタッド（12.9グレード相当、焼入れ焼戻し後）
- 高耐摩耗シャフト、カム、ギア、スプロケット
- 農業機械・建設機械の耐摩耗ピン、ブッシュ軸、耕うん刃取付ボルト
- 金型部品：エジェクターピン、ガイドポスト、コアピン（焼入れ焼戻し後）
- 切削工具・金型部品のプリハードン材代替（HRC 30–35供給可能）
- 鉄道車両の連結器部品、ブレーキ機構部品
材料選定ガイド
- 一般機械部品・ボルト・シャフト： ZSt50-2（コスト・加工性・強度のバランス最良）
- 高負荷シャフト・ギア・カム・耐摩耗部品： ZSt60-2（強度と靭性のバランス良）
- スプリング・最高強度ボルト・高耐摩耗・金型部品： ZSt70-2（最高強度、熱処理後更なる高特性可能）
- 精密仕上げ・疲労負荷・摺動部品： 各グレードの旋削材（+SH）または旋削正規化材（+SH+N）を選択
金属
- EN 10277-2 E295GC 冷間引抜鋼 – 高強度・耐摩耗性
- EN 10277-2 E335GC 冷間引抜鋼 – 高強度・耐摩耗・表面硬化可能
- EN 10277-2 ZSt50-2 - 高性能冷間引抜き中炭素鋼
- EN 10277-2 ZSt60-2 - 高耐摩耗・高強度冷間引抜き鋼
- EN 10277-2 ZSt70-2グレード：耐摩耗用途向け高性能冷間引抜・正火鋼
- EN 10277-2 規格 C35 冷間引抜鋼 — 高強度・低温特性
- EN 10277-2 規格 C40 冷間引抜鋼 — 自動車・機械工学向け高強度材
- EN 10277-2 規格 C45 冷間引抜鋼 — 高性能構造用材料
- EN 10277-2 規格 C50 冷間引抜鋼 — 高強度・耐摩耗性
- EN 10277-2 規格 C60 冷間引抜鋼 — 高強度・高耐摩耗性
- EN 10277-2 グレード C16 冷間引抜棒鋼 - 高強度・高精度