ASTM A512 Grade 1115 応力除去焼鈍丸管 - 高強度低炭素鋼
ASTM A512 Grade 1115 応力除去焼鈍丸管の概要
ASTM A512 Grade 1115は、炭素0.13-0.20%、マンガン0.60-0.90%、硫黄0.13%の組成を持ち、冷間加工後に応力除去焼鈍を施したシームレス機械構造用チューブです。Grade 1110より炭素・マンガンを増やし、引張強さ469-689 MPa、降伏強さ427 MPaという高強度を確保しながら、硫黄による優れた機械加工性を維持。高圧油圧継手・バルブボディ等、強度と切削性の両立が必要な精密部品に最適です。
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 | 13 % | |
| 硬さ（ロックウェルB） | 23.0 °C | 70 - 100 [-] | 冷間加工量による範囲 |
| 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 | 469 - 689 MPa | 冷間加工率による変動 |
| 降伏強さ (Rp0.2) | 23.0 °C | 427 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) | 0.13 - 0.20 |
| マンガン (Mn) | 0.60 - 0.90 |
| リン (P) | 0.04 |
| 硫黄 (S) | 0.13 |
主な用途
- 高圧油圧継手・アダプター・マニホールド（35-70 MPa対応）
- バルブボディ・スプール・シート（複雑機械加工・高耐圧）
- 自動車燃料噴射系部品（コモンレール、インジェクタボディ）
- 建設機械・産業機械の高圧配管チューブ
- 航空宇宙用高圧配管（軽量・高信頼性）
- 精密切削加工部品（CNC自動旋盤・マシニングセンタ加工）
A512 グレード比較：1110 vs 1115
| 項目 | Grade 1110 | Grade 1115 | 差異の意味 |
|---|---|---|---|
| 炭素 (C) | 0.08-0.13% | 0.13-0.20% | 1115は固溶強化で高強度化 |
| マンガン (Mn) | 0.30-0.60% | 0.60-0.90% | 1115はさらに固溶強化・焼入れ性向上 |
| 硫黄 (S) | 0.13% | 0.13% | 同等の優れた切削性 |
| 引張強さ | 434-689 MPa | 469-689 MPa | 1115は下限が高い＝最低強度保証大 |
| 降伏強さ | 400 MPa | 427 MPa | 1115は約7%高強度 |
| 伸び | 15% | 13% | 1115はやや低延性（トレードオフ） |
| 主用途 | 精密油圧管・成形部品 | 高圧継手・バルブ・高強度部品 |
応力除去焼鈍の意義（Grade 1115の場合）
- 冷間加工硬化の緩和: 引き抜き加工で発生する高い加工硬化（硬さHRB 70-100）を適度に緩和
- 残留応力除去: 高強度材ほど残留応力が大きく、応力腐食割れ（SCC）リスク低減に必須
- 機械加工安定性: 切削時の寸法変化・びびり振動を抑制、工具寿命安定化
- 水素脆化対策: 高強度鋼（降伏400 MPa超）は水素脆化感受性高く、焼鈍で水素拡散促進
設計・選定ガイド
| 要求特性 | 推奨グレード | 理由 |
|---|---|---|
| 最高成形性・深絞り・複雑曲げ | A512 MT 1010 / Grade 1110 | 超低炭素・低硬度・高伸び |
| 高強度＋優秀切削性（高圧継手・バルブ） | Grade 1115 | C-Mn固溶強化＋S切削性の最適バランス |
| 最高切削性（自由削鋼レベル） | 1215 / 12L14 (A108等) | 高S・高MnS・鉛添加で最高切削性 |
| 溶接構造・高圧配管 | Grade 1110 / 1020 / 1025 | 低炭素・低硫黄で溶接割れリスク低 |
| 高精度・高表面品質・寸法安定 | A513 DOM (1020/1025/1026) | マンドレル引き抜きで内外面仕上げ・精度最高 |
注意事項
- 硫黄0.13%固定のため、溶接には不向き（ホットクラック高感受性）。溶接構造にはGrade 1110や1020/1025を推奨
- 熱間加工（鍛造・熱間曲げ）不可。高温脆性のリスク
- 表面処理（メッキ・陽極酸化）時、硫黄起因ピット対策として徹底した前処理必要
- 400°C以上の高温長期使用では粒界脆化注意。クリープ強度は低炭素鋼標準レベル
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