DIN 17200 C40 調質鋼 ─ 重荷重鍛造部品向け中炭素鋼
C40 鋼は、車両製造および機械工学において、より大型の鍛造部品（車輪、アクスルなど）に適しています。最低使用温度は −25 ℃ です。C35 よりさらに炭素量が多く、高強度が得られる反面、延性・絞りは若干低下します。
物理的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 20 ℃ | 7.80–7.85 g/cm³ |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| ヤング率（弾性率） | −100 ℃ | 217 GPa |
| 20 ℃ | 210–212 GPa | |
| 100 ℃ | 205–207 GPa | |
| 200 ℃ | 195–199 GPa | |
| 300 ℃ | 185–192 GPa | |
| 400 ℃ | 175–184 GPa | |
| 500 ℃ | 175 GPa | |
| 600 ℃ | 164 GPa | |
| 伸び | 20 ℃ | 16–19 % |
| ポアソン比 | 20 ℃ | 0.28 |
| 絞り | 20 ℃ | 30–40 % |
| 剛性率（せん断弾性率） | 20 ℃ | 81 GPa |
| 引張強さ | 20 ℃ | 600–800 MPa |
| 降伏強さ | 20 ℃ | 350–460 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | −100 ℃ | 10.8 × 10⁻⁶ 1/K | |
| 20 ℃ | 11.9 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 100 ℃ | 11.1–12.5 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 200 ℃ | 12.1–13.0 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 300 ℃ | 12.9–13.6 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 400 ℃ | 13.5–14.1 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 500 ℃ | 14.5 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 600 ℃ | 14.9 × 10⁻⁶ 1/K | ||
| 最高使用温度 | — | 500 ℃ | 炭素鋼の典型値 |
| 長期最高使用温度 | — | −25–0 ℃ | |
| 融点 | — | 1,380–1,514 ℃ | 中炭素鋼の典型値 |
| 比熱容量 | −100 ℃ | 423 J/(kg·K) | |
| 20 ℃ | 461–480 J/(kg·K) | ||
| 100 ℃ | 479 J/(kg·K) | ||
| 200 ℃ | 499 J/(kg·K) | ||
| 300 ℃ | 517 J/(kg·K) | ||
| 400 ℃ | 536 J/(kg·K) | ||
| 500 ℃ | 558 J/(kg·K) | ||
| 600 ℃ | 587 J/(kg·K) | ||
| 熱伝導率 | 20 ℃ | 44.9–52 W/(m·K) | |
| 100 ℃ | 46.2–50.6 W/(m·K) | ||
| 200 ℃ | 45.5–48.1 W/(m·K) | ||
| 300 ℃ | 43.1–45.7 W/(m·K) | ||
| 400 ℃ | 40.4 W/(m·K) | ||
| 500 ℃ | 37.7 W/(m·K) | ||
| 600 ℃ | 34.9 W/(m·K) | ||
| 熱拡散率 | 20 ℃ | 12.5 mm²/s | |
| 100 ℃ | 12.0 mm²/s | ||
| 200 ℃ | 11.0 mm²/s | ||
| 300 ℃ | 9.8 mm²/s | ||
| 400 ℃ | 8.6 mm²/s | ||
| 500 ℃ | 7.3 mm²/s | ||
| 600 ℃ | 5.9 mm²/s |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 20 ℃ | 1.20–2.32 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 100 ℃ | 2.77 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 200 ℃ | 3.47 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 300 ℃ | 4.35 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 400 ℃ | 5.38 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 500 ℃ | 6.56 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 600 ℃ | 7.95 × 10⁻⁷ Ω·m |
化学組成（質量%）
| 元素 | 含有量 |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.37–0.44 % |
| マンガン (Mn) | 0.50–0.80 % |
| リン (P) | 0.05 % |
| ケイ素 (Si) | 0.40 % |
| 硫黄 (S) | 0.045 % |
グレード比較と選定指針
| 鋼種 | 炭素量 | 引張強さ | 降伏強さ | 伸び | 主用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| C30E / C30R | 0.27–0.34% | 500–750 MPa | 300–400 MPa | 18–21% | ギア、ナックル、ハブ、シャフト |
| C35 | 0.32–0.39% | 550–780 MPa | 320–430 MPa | 17–20% | ギア、ボルト、クラッチ部品 |
| C40 | 0.37–0.44% | 600–800 MPa | 350–460 MPa | 16–19% | 大型鍛造品（車輪、アクスル） |
炭素量の増加に伴い強度は向上しますが、延性・絞り・溶接性は低下する傾向があります。用途に応じた最適なグレード選定には、要求強度、部品サイズ、加工プロセス（切削・溶接・熱処理）、使用環境を総合的に判断してください。
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