ASTM A109 グレード2 半硬質鋼 – 仕様と特性
概要
ASTM A109 グレード2（半硬質・Half Hard）は、冷間圧延炭素鋼板・鋼帯の規格で、適度な強度と成形性をバランスよく持つグレードです。ロックウェル硬度Bスケールで70–85 HRBの硬度を持ち、ばね材、精密部品、電気機器部品などに広く使用されます。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 ℃ | 7.8 – 7.9 g/cm³ | 低炭素鋼として典型的 |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 弾性率（ヤング率） | 23.0 ℃ | 200 – 215 GPa | 低炭素鋼として典型的 |
| 伸び（A50） | 23.0 ℃ | 4 – 16 % | 板厚・処理により変動 |
| ロックウェル硬度 Bスケール | 23.0 ℃ | 70 – 85 HRB | 半硬質の目安 |
| ロックウェル表面硬度 15-T | 23.0 ℃ | 83.5 – 88.5 HR15T | 薄板用表面硬度 |
| ロックウェル表面硬度 30-T | 23.0 ℃ | 63.5 – 73.5 HR30T | 薄板用表面硬度 |
| ポアソン比 | 23.0 ℃ | 0.29 | 低炭素鋼として典型的 |
| せん断弾性率 | 23.0 ℃ | 82 GPa | 低炭素鋼として典型的 |
| 引張強さ | 23.0 ℃ | 380 – 520 MPa | 板厚・処理により変動 |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | 23.0 ℃ | 1.32×10⁻⁵ – 1.38×10⁻⁵ 1/K | 低炭素鋼として典型的 |
| 最高使用温度 | – | 500 ℃ | 炭素鋼として典型的 |
| 融点 | – | 1480 – 1526 ℃ | 低炭素鋼として典型的 |
| 比熱容量 | 23.0 ℃ | 465 J/(kg·K) | 低炭素鋼として典型的 |
| 熱伝導率 | 23.0 ℃ | 25 – 93 W/(m·K) | 低炭素鋼として典型的 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 23.0 ℃ | 1.43×10⁻⁷ – 1.74×10⁻⁷ Ω·m | 炭素鋼として典型的 |
磁気的特性
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| キュリー温度 | 770 ℃ | 低炭素鋼として典型的 |
化学成分
| 元素 | 含有量（%） |
|---|---|
| 炭素（C） | 0.25 |
| クロム（Cr） | 0.15 |
| 銅（Cu） | 0.20 |
| マンガン（Mn） | 0.90 |
| モリブデン（Mo） | 0.06 |
| ニッケル（Ni） | 0.20 |
| リン（P） | 0.03 |
| 硫黄（S） | 0.025 |
ASTM A109 のテンパー分類
| テンパー記号 | 名称 | 硬度 HRB（目安） | 伸び A50（目安） | 主用途 |
|---|---|---|---|---|
| No. 1 | 全軟質（Dead Soft） | 50 – 65 | 30 – 40% | 深絞り、複雑成形 |
| No. 2 | 1/4硬質（Quarter Hard） | 60 – 75 | 13 – 27% | 中程度成形、ばね材 |
| No. 3 | 半硬質（Half Hard） | 70 – 85 | 4 – 16% | ばね、精密部品、電気部品 |
| No. 4 | 3/4硬質（Three-Quarter Hard） | 80 – 90 | 2 – 8% | 高強度ばね、耐摩耗部品 |
| No. 5 | 全硬質（Full Hard） | 85 – 95 | 1 – 4% | 最高強度、成形不可 |
主な用途
- ばね・スプリング部品（平ばね、渦巻きばね）
- 精密プレス部品（コネクタ、端子、シールドケース）
- 電気・電子機器部品（モーターコア、トランス核）
- 自動車電装部品（リレー、スイッチ部品）
- 時計・カメラなどの精密機械部品
- 薄板板金加工品
特長
- 強度と成形性のバランスが取れた汎用グレード
- 焼き戻し処理により硬度・強度を調整可能
- 表面仕上げが良好で、めっき・塗装適性に優れる
- 寸法精度が高く、精密加工に適する
- 磁気特性が安定し、電磁機器用途に適する
熱処理・加工上の注意
- 焼きなまし（650–700℃）で軟質化可能
- 応力除去焼きなまし（300–400℃）で残留応力低減
- 曲げ加工時は板厚方向に注意（ロール方向と直角が推奨）
- 溶接は可能だが、硬化部が生じるため後処理検討が必要
金属
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