ASTM A192 鋼：熱間仕上げと冷間仕上げの特性比較
ASTM A192 鋼の概要
ASTM A192 は、ボイラー・過熱器・熱交換器用のシームレス炭素鋼管の規格です。熱間仕上げ（熱間圧延・熱間引抜き）と冷間仕上げ（冷間引抜き）の両方が規定されており、仕上げ方法により機械的特性が異なります。本規格は主に中・高圧ボイラー管、過熱器管、エコノマイザー管、熱交換器管として使用されます。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.8 – 7.9 g/cm³ | 低炭素鋼として典型的 |
機械的特性（代表値）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヤング率（弾性係数） | 23.0 °C | 200 – 215 GPa | 低炭素鋼として典型的 |
| 伸び（A50） | 23.0 °C | 35 % | |
| 硬さ、ブリネル | 23.0 °C | 137 [-] | |
| 硬さ、ロックウェル B | 23.0 °C | 77 [-] | |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.29 [-] | 低炭素鋼として典型的 |
| 剛性率（せん断弾性係数） | 23.0 °C | 82 GPa | 低炭素鋼として典型的 |
| 引張強さ | 23.0 °C | 325 MPa（最小） | |
| 降伏強さ | 23.0 °C | 180 MPa（最小） |
熱間仕上げ vs 冷間仕上げの特性比較
| 項目 | 熱間仕上げ | 冷間仕上げ |
|---|---|---|
| 寸法精度 | ±1.5% 程度 | ±0.5% 程度（高精度） |
| 表面粗さ | Ra 6.3 – 12.5 µm | Ra 0.8 – 3.2 µm（良好） |
| 引張強さ | 325 – 410 MPa | 410 – 550 MPa（加工硬化により上昇） |
| 降伏強さ | 180 – 250 MPa | 275 – 450 MPa |
| 伸び | 30 – 35 % | 20 – 30 % |
| 内部応力 | 低い | 残留応力あり（応力除去焼鈍が必要な場合あり） |
| 加工性 | 良好（軟らかい） | 硬く、後加工時は焼鈍が必要 |
| コスト | 低い | 高い（引抜き工程追加） |
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 | 低炭素鋼として典型的 |
| 最高使用温度 | 500 °C | 炭素鋼として典型的 | |
| 融点 | 1480 – 1526 °C | 低炭素鋼として典型的 | |
| 比熱容量 | 23.0 °C | 465 J/(kg·K) | 低炭素鋼として典型的 |
| 熱伝導率 | 23.0 °C | 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 °C | 1.43E-7 – 1.74E-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 °C | 低炭素鋼として典型的 |
化学組成
| 元素 | 含有量（%） |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.06 – 0.18 |
| マンガン (Mn) | 0.27 – 0.63 |
| リン (P) | 0.04 以下 |
| ケイ素 (Si) | 0.25 以下 |
| 硫黄 (S) | 0.035 以下 |
主な用途
- 水管ボイラーの蒸発管・過熱器管
- 火管ボイラーの煙管
- エコノマイザー管・空気予熱器管
- 熱交換器・凝縮器の伝熱管
- 高圧配管・蒸気配管
仕上げ選定の指針
- 熱間仕上げ：大口径管、後工程で熱処理・機械加工を行う場合、コスト重視の場合
- 冷間仕上げ：高寸法精度・良好な表面仕上げが必要、高圧・薄肉管、熱処理なしで使用する場合
同等規格・関連規格
- JIS G 3461 STB 340 / STB 410（ボイラー・熱交換器用鋼管）
- EN 10216-2 P235GH / P265GH
- ASME SA-192 / SA-179
- DIN 17175 St 35.8 / St 45.8
金属
- ASTM A514グレードF 低炭素鋼：主要特性と用途
- ASTM A276 グレード 446 ステンレス鋼 - 焼鈍・冷間仕上げ
- ASTM A276 グレード 446: 高性能焼鈍・熱間仕上げステンレス鋼
- ASTM A276 グレード XM-27: 焼鈍・熱間仕上げ フェライト系ステンレス鋼
- ASTM A276 グレード444 ステンレス鋼 – 焼鈍・冷間仕上げ
- ASTM A276 グレード444 ステンレス鋼 – 焼鈍・熱間仕上げ
- ASTM A276 S40976グレード 高性能焼鈍ステンレス鋼（熱間仕上げ/冷間仕上げ）
- ASTM A276 S41500ステンレス鋼 高温焼入れ焼戻し 熱間/冷間仕上げ
- ASTM A276 Grade XM-27 ステンレス鋼 – 焼鈍・冷間仕上げ
- ASTM A276 Grade S20161 – 焼鈍・冷間仕上げオーステナイト系ステンレス鋼
- ASTM A276 Grade S20161: 焼鈍オーステナイト系ステンレス鋼 – 熱間仕上げ