Amstrong® Ultra 650MC – 高強度・低炭素鋼で優れた溶接性を実現

Amstrong® Ultra 650MCは、非常に高い降伏強度を誇る超高張力鋼です。微細な結晶粒構造、低炭素含有による優れた溶接性、管理された内部純度を特徴としています。

特性

一般特性

特性	値
炭素当量（注記）	CEV = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Cu+Ni)/15 および PCM = C + Si/30 + (Cr+Mn+Cu)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B

寸法

特性	値
寸法	詳細については、マテリアルページ右側の図を参照してください。

機械的特性

特性	温度	値	備考
シャルピー衝撃エネルギー	-20 °C	40 J	最小値 | 厚さ 6-12 mm
伸び		10 %	最小値 | 厚さ 2-3 mm | 横/縦方向, A80
		12 %	最小値 A5.65√So | 厚さ 2-15 mm | 横方向
		14 %	最小値 A5.65√So | 厚さ 2-12 mm
引張強さ		700 - 850 MPa	厚さ 2-12 mm
		710 - 880 MPa	厚さ 2-15 mm | 横方向
降伏強さ		630 MPa	最小値 | 厚さ 8-12 mm
		650 MPa	最小値 | 厚さ 2-8 mm
		650 MPa	最小値 | 厚さ 8-15 mm | 横方向
		670 MPa	最小値 | 厚さ 2-8 mm | 横方向

化学的特性（鋳塊分析値）

元素	値	備考
アルミニウム (Al)	0.015 %	最小値
ホウ素 (B)	0.005 %	最大値
炭素 (C)	0.10 %	最大値
マンガン (Mn)	2.00 %	最大値
モリブデン (Mo)	0.50 %	最大値
ニオブ (Nb)	0.09 %	最大値
リン (P)	0.025 %	最大値
ケイ素 (Si)	0.25 %	最大値
硫黄 (S)	0.005 %	最大値
チタン (Ti)	0.15 %	最大値
バナジウム (V)	0.20 %	最大値

技術的特性

用途

非常に高い降伏強度により、積載量の増加とより高強度な構造物の実現に貢献します。主な用途は、テレスコピッククレーン、高所作業車、コンクリートポンプ、テレスコピックハンドラ、ダンプトラック、トレーラーなどで、強度と軽量化が重視される用途に適しています。

化学成分について

上記の化学的特性は鋳塊分析データに基づいています。

軽量化効果

この鋼種は、優れた機械的特性（非常に高い強度、疲労耐性、靭性）と良好な成形性・溶接性を兼ね備えています。保証された高い降伏強度により、性能と安全性を維持しながら肉厚薄肉化（ダウンゲージング）による大幅な軽量化が可能です。そのため、軽量化が要求される場面で従来の構造用鋼に置き換えて使用されることが多い鋼種です。

肉厚薄肉化は、溶接が容易になることで加工コストを削減し、輸送コストも低減します。さらに、運用時のエネルギー消費低減、機械的性能向上、安全性向上などのメリットももたらします。

薄肉化の見積もり

グレード1（低降伏強度）からグレード2（本データシートの鋼種）へ切り替える際の薄肉化見積もりは、以下の式で算出できます：

t2 = t1 × (Re1/Re2)½ （t = 厚さ、Re = 降伏強度）

※疲労耐性など他の要件も薄肉化前に確認する必要があります。

疲労耐性

微細な結晶粒と低硫黄含有により、鋼の疲労耐性が向上しています。疲労性能は異なる応力レベルでの単軸試験で測定され、これらの値を用いてヴェーラー曲線を作成し、耐久限度を決定します。

表面仕上げ

本グレードは「A - 非露出」仕上げのみ提供されます。

熱切断と溶接

酸素切断、プラズマ切断、レーザー切断に適しています。

耐摩耗性

摩耗/耐摩耗性

コンベア装置、建設機械、輸送車両などの用途では、鋼表面が摩耗を受けることがあります。摩耗は研磨材の有無だけでなく、圧力、温度、衝撃、腐食などの条件にも依存する複雑な現象です。

標準構造用鋼と比較して、超高張力鋼グレードは耐摩耗性を大幅に向上させます。多くの場合、耐摩耗性専用鋼種よりも経済的で加工しやすい選択肢となります。

溶接性

このグレードの溶接性と低温割れ感受性は、低炭素鋼（< 0.11%）向けに開発されたPCM式（パラメータ・クラック・メジャーメント）でより正確に評価されます。

典型的な低炭素当量値（PCM < 0.25）のため、溶接時に予熱・後熱は不要です。低炭素・低合金含有により過度な硬化傾向がなく、低温割れに対して完全に非感受性で、あらゆるアーク溶接法に適しています。

鋼種	厚さ範囲	CEV 代表値	PCM 代表値
Amstrong® Ultra 650MC	≤ 12 mm	0.42	0.18
	> 12 mm	0.45

熱影響部軟化 - 溶接推奨事項

適切な注意を払わない場合、熱影響部（HAZ）、特に間臨界熱影響部（ICHAZ）で軟化が発生する可能性があります。これは降伏強度500 MPa以上の熱機械圧延鋼種の典型的な挙動です。軟化の程度と幅は、溶接時の熱入力増加に伴い大きくなります。

溶接後の母材の高い機械的特性を維持するため、溶接エネルギーを厚さ1mmあたり約1.5 kJ/cm以下に制限することを推奨します（下図参照）。これは以下の最大冷却時間（800°C→500°C）に相当します：

• 接合部強度のみを優先する場合：t800-500 ≤ 20秒となる熱入力を推奨
• 接合部強度とHAZ靭性（-40°C）の両方を優先する場合：t800-500 ≤ 13秒となるより低い熱入力を推奨

層間温度と熱処理

Amstrong® Ultra 650MCは溶接時に予熱・後熱不要です。多層溶接では層間温度が次のパスの予熱となり冷却時間を延ばすため、機械的特性低下を最小限に抑えるため層間温度を制限すべきです。推奨最大層間温度は100°Cです。

同様に、溶接後熱処理も機械的特性低下の原因となり得ます。熱処理実施前には必ずアルセロールミッタルにご相談いただき、適切な条件を決定してください。

溶接後の機械的特性

推奨熱入力範囲内で溶接した場合、Amstrong® Ultra 650MCの溶接部引張強さと衝撃靭性は、母材に関する欧州規格EN 288およびEN 10149の最小要求値を上回ります。