DIN 1651 Grade 35S20 冷間引抜鋼 - 自動車・工具用途に最適
DIN 1651 Grade 35S20 冷間引抜鋼 (C 状態) の概要
DIN 1651 Grade 35S20 (材料番号 1.0726) の冷間引抜状態 (C: Cold drawn) で供給される快削鋼です。焼入れ焼戻し (QT) を行わないため、材料としての硬度・強度は QT 状態より低くなりますが、冷間加工による加工硬化で一定の強度向上が見込めます。後工程で熱処理を行うユーザーや、そのままの状態で十分な強度が得られる用途に適しています。全殺鋼製法、硫黄 0.18-0.25% による優れた切削性が特徴です。
化学組成 (質量%)
| 元素 | 含有範囲 |
|---|
| 炭素 (C) | 0.32 - 0.39 |
| マンガン (Mn) | 0.70 - 1.10 |
| リン (P) | ≤ 0.06 |
| ケイ素 (Si) | 0.10 - 0.30 |
| 硫黄 (S) | 0.18 - 0.25 |
物理的特性
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.80 - 7.85 g/cm³ |
機械的特性 (冷間引抜状態、20°C)
| 特性 | 値 |
|---|
| 引張強さ | 480 - 880 MPa |
| 降伏強さ | 255 - 480 MPa |
| 伸び | 6 - 10 % |
| ポアソン比 | 0.28 |
| せん断弾性率 | 81 GPa |
弾性率の温度依存性
| 温度 (°C) | 弾性率 (GPa) |
|---|
| -100 | 217 |
| 20 | 210 - 212 |
| 100 | 207 |
| 200 | 193 - 199 |
| 300 | 185 - 192 |
| 400 | 175 - 184 |
| 500 | 175 |
| 600 | 164 |
熱的特性・電気的特性
熱膨張係数、比熱容量、熱伝導率、熱拡散率、電気抵抗率の温度依存データは、焼入れ焼戻し状態 (Article ID: 1007037177) と同一です。最高使用温度 500°C、融点 1380-1514°C (中炭素鋼典型値)。
状態別特性比較: 冷間引抜 (C) vs 焼入れ焼戻し (C+QT)
| 特性 | 冷間引抜 (C) | 冷間引抜+焼入れ焼戻し (C+QT) | 違いの要因 |
|---|
| 引張強さ | 480 - 880 MPa | 540 - 760 MPa | C 状態は加工硬化でバラツキ大。QT で安定化 |
| 降伏強さ | 255 - 480 MPa | 325 - 420 MPa | QT 状態の方が降伏比 (YS/TS) が高く安定 |
| 伸び | 6 - 10 % | 13 - 17 % | QT で靭性が大幅改善 |
| 硬度分布 | 表面高く、芯部低い | 断面均一 | QT で組織均質化 |
| 残留応力 | 引張残留応力大 | 圧縮残留応力可 | QT で応力除去・反転 |
| 寸法精度 | 高精度 (h9-h11 級) | 熱処理歪みで精度低下 | C 状態はそのまま精密部品可 |
| 切削性 | 優秀 | 優秀 (硬度上昇でやや低下) | 硫黄効果は両状態で発揮 |
冷間引抜状態 (C) のメリット・デメリット
メリット
- 高精度な寸法公差 (h9-h11 級) と良好な表面粗さ (Ra 1.6-3.2 μm) で供給される
- 追加熱処理なしで即加工可能、リードタイム短縮
- 加工硬化による表面硬度向上で耐摩耗性確保可能
- 材料コストが QT 状態より安価
デメリット・注意点
- 伸び 6-10% と低く、曲げ・成形加工には不向き
- 残留引張応力により、応力腐食割れ (SCC) 感受性がある
- 大径材 (φ30mm 以上) では芯部まで加工硬化が及ばず、特性に勾配が生じる
- 焼入れ性が確保されていないため、後から熱処理しても均一な高強度化は困難
用途使い分けガイド
| 選定基準 | 冷間引抜 (C) 推奨 | 焼入れ焼戻し (C+QT) 推奨 |
|---|
| 要求強度 | 引張 500-700 MPa 程度で十分 | 引張 600-800 MPa 以上必要 |
| 靭性要求 | 衝撃荷重なし、静的荷重主体 | 衝撃・疲労荷重あり |
| 後加工 | 切削のみ (旋削、フライス、穴あけ) | 切削 + 研削、または熱処理後仕上げ |
| 寸法精度 | 高精度そのまま使用 | 熱処理後研削仕上げ前提 |
|---|
| コスト優先度 | 材料費・工数最優先 | 性能・信頼性優先 |
|---|
典型的用途 (冷間引抜状態のまま使用)
- 自動車: シャフト、ピン、スペーサー、ブッシュ (低荷重・静的用途)
- 装置工学: 精密ネジ、スタッド、カラー、ストップバー
- 油圧・空圧: フィッティング ボディ、バルブ ステム (小径)
- 電気機器: 端子ねじ、コネクタ ピン、スイッチ シャフト
- 一般産業機械: ガイド ポスト、ローラー シャフト (軽荷重)
同等グレードと調達上の注意
JIS SUM32 (冷間引抜快削鋼) が最も近い国内規格品です。調達時は「冷間引抜 (C)」「焼入れ焼戻し済み (C+QT)」「黒皮 (熱間圧延)」のいずれの状態で納入されるかを明確に発注仕様書に記載してください。本グレードは快削鋼のため、溶接を伴う構造部材には使用しないでください。
