ASTM A519 Grade 1118 焼鈍鋼 - 主要特性と性能
ASTM A519 Grade 1118 焼鈍鋼の概要
ASTM A519 Grade 1118 焼鈍材は、高マンガン（1.30-1.60%）・低炭素（0.14-0.20%）・高硫黄（0.08-0.13%）の特殊組成を完全焼鈍処理した材料です。熱間圧延材と同等の強度レベル（引張345 MPa、降伏205 MPa）を維持しながら、最大限の延性（伸び25%）と自由削鋼に迫る優れた機械加工性を実現。大量切削・複雑形状加工が要求される精密部品素材として最適です。
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 |
|---|---|---|---|
| 弾性係数 | 23.0 °C | 200 - 215 GPa | 低炭素鋼の典型値 |
| 伸び（A50） | 23.0 °C | 25 % | |
| 硬さ（ロックウェルB） | 23.0 °C | 55 [-] | |
| 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 | 345 MPa | |
| 降伏強さ | 23.0 °C | 205 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 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 |
磁気的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| キュリー温度 | 770 °C | 低炭素鋼の典型値 |
化学成分
| 元素 | 含有量（%） |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.14 - 0.20 |
| マンガン (Mn) | 1.30 - 1.60 |
| リン (P) | 0.04 |
| 硫黄 (S) | 0.08 - 0.13 |
熱間圧延材と焼鈍材の比較（Grade 1118）
| 特性 | 熱間圧延 (HR) | 焼鈍 (Ann) | 変化 |
|---|---|---|---|
| 引張強さ (MPa) | 345 | 345 | 変わらず |
| 降伏強さ (MPa) | 240 | 205 | ↓ 15% |
| 伸び (%) | 25 | 25 | 変わらず |
| 硬さ (HRB) | 55 | 55 | 変わらず |
| 機械加工性 | 優秀 | 最高レベル | 向上 |
| 切りくず処理 | 良好 | 優秀（短く切れる） | 向上 |
主な用途
- 高精度・大量切削部品（CNC自動旋盤・多軸自動盤加工）
- 油圧・空圧継手・マニホールド・バルブボディ
- 自動車精密部品（インジェクタ部品、センサーハウジング）
- 医療機器・計測機器部品
- 電子機器コネクタ・端子部品（切削仕上げ）
- ネジ・ボルト・スタッド等の冷間鍛造・切削複合加工品
焼鈍によるメリット
- 切削抵抗低減: 球状化パーライト化により工具摩耗大幅減、工具寿命2-3倍延長
- 切りくず分断性向上: MnS介在物＋球状化セメンタイトで切りくずが細かく分断
- 寸法精度安定: 加工応力低減・工具寿命安定により公差内加工が容易
- 表面粗さ改善: ビルトアップエッジ発生抑制で良好な仕上げ面
設計・使用上の注意
- 強度確保: 構造耐力必要部品は、機械加工後に浸炭焼入れ・焼き戻し等の表面硬化処理推奨
- 溶接: 低炭素で溶接性良好だが、高S（0.08-0.13%）のため溶接金属のホットクラック感受性に注意。低水素系溶接材使用推奨
- 熱間加工不可: 高硫黄により熱間脆性あり。鍛造・熱間曲げ・熱間矯正は避ける
- メッキ・表面処理: 硫黄由来のピット（微小孔）発生リスク。前処理（ブラスト・酸洗い）を徹底
推奨焼鈍条件（参考）
- 温度：870-910°C
- 保持：厚さ25mmあたり1時間以上
- 冷却：炉冷（20°C/h以下）で徐冷
- 目的：球状化焼鈍（セメンタイト球状化）による切削性最適化
金属
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