ASTM A311 1018 鋼 – 冷間引抜き・応力除去焼鈍・焼鈍で高性能を実現
ASTM A311 1018 鋼の概要
ASTM A311 1018 は、冷間引抜き後、応力除去焼鈍または全焼鈍を施した炭素鋼丸棒・異形棒の規格です。SAE 1018（C ≈ 0.18%）をベースに、冷間加工による寸法精度向上と表面品質改善、さらに熱処理で内部応力除去と機械的特性の安定化を図っています。機械部品、自動車部品、油圧・空圧機器、一般機械部品に広く使用されます。
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
| 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 | 15 – 18 % | |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.29 [-] | 低炭素鋼として典型的 |
| 絞り（断面収縮率） | 23.0 °C | 35 – 40 % | |
| 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 | 380 – 485 MPa | |
| 降伏強さ | 23.0 °C | 310 – 415 MPa |
熱処理条件別の特性傾向
| 熱処理条件 | 引張強さ (MPa) | 降伏強さ (MPa) | 伸び (%) | 硬さ (HRB) | 特長 |
|---|---|---|---|---|---|
| 冷間引抜き（応力除去なし） | 440 – 550 | 380 – 480 | 10 – 15 | 80 – 90 | 高強度、高残留応力、割れリスクあり |
| 冷間引抜き＋応力除去焼鈍 | 380 – 485 | 310 – 415 | 15 – 18 | 70 – 80 | 応力除去、寸法安定、バランス良好 |
| 冷間引抜き＋全焼鈍 | 350 – 420 | 250 – 320 | 20 – 28 | 60 – 70 | 最も軟らかい、最大延性、切削性良好 |
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) | 0.15 – 0.20 |
| マンガン (Mn) | 0.60 – 0.90 |
| リン (P) | 0.04 以下 |
| 硫黄 (S) | 0.05 以下 |
主な用途
- 機械構造用シャフト、ピン、ロッド、スピンドル
- 自動車部品：ステアリング部品、トランスミッション部品、エンジン部品
- 油圧・空圧シリンダーロッド、ピストンロッド
- ボルト、スタッド、ネジ棒（冷間圧造後熱処理）
- ベアリングレース、カム、レバー
- 農業機械・建設機械の構造部品
- 精密切削部品（焼鈍材）
熱処理選定の指針
- 応力除去焼鈍（550–650°C）：寸法精度維持、残留応力除去、後工程の歪み防止。最も一般的
- 全焼鈍（850–900°C、炉冷）：最大延性、切削性向上、後工程で大幅な切削・成形を行う場合
- 応力除去なし：高強度必要、後加工なし、コスト優先の場合（割れリスク注意）
同等規格・関連規格
- JIS G 4051 S18C / S20C（機械構造用炭素鋼）
- SAE J403 1018 / J1397
- ASTM A108 / A29 / A510 / A576
- EN 10277-2 C18R / C18C
- DIN 1654-3 C18 / Ck18
- ISO 683-1 C18
金属
- ASTM A311 Grade 1541 冷間引抜き・応力除去鋼 – 品質・信頼性・性能
- ASTM A311 Grade 1045: 冷間引抜き・応力除去焼鈍鋼 – 性能仕様
- ASTM A311 Grade 1050: 冷間引抜き・応力除去焼鈍鋼
- ASTM A311 Grade 1141 – 冷間引抜き・応力除去焼鈍鋼、優れた性能
- ASTM A311 グレード1035: 冷間引抜き、応力除去焼鈍鋼 – ノーマルドラフト
- EN 10277-5規格 42CrMoS4 軟鋼球焼鈍・冷間引抜（A+C） – 自動車・機械用途向け高性能鋼
- EN 10277-4 20MnCrS5鋼 グレード 軟鈍・冷間引抜き鋼 (+A+C)
- 25CrMo4鋼（EN 10277-5）：冷間引抜・軟質焼鈍・高強度延性鋼
- EN 10277-5 25CrMoS4鋼：冷間引抜・旋削・軟質焼鈍 高強度鋼
- DIN 1651 35SPb20鋼 – 冷間引抜き応力除去済み快削鋼
- DIN 1651 45SPb20鋼 – 自動車・工具向け高強度快削鋼