DIN 17200 C40鋼 - 重負荷用途向けノーマライズ/ノーマライズ成形鋼

概要

DIN 17200規格のC40鋼は、自動車製造および機械工学分野における大型鍛造部品に適した中炭素鋼です。C35より炭素含有量が高く、より高い強度と摩耗抵抗性を備えます。代表的な用途には車輪、アクスル、大型シャフト、クランクシャフトなどがあります。最低使用温度は-25℃です。

化学成分

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

機械的特性（常温・ノーマライズ状態）

特性	値	備考
引張強さ	510 - 720 MPa
降伏強さ	260 - 320 MPa
伸び	17 - 19 %	縦方向
横方向伸び	15 - 17 %
ヤング率	210 - 212 GPa	20℃
ポアソン比	0.28	20℃
せん断弾性率	81 GPa	20℃

物理的特性

特性	値	条件/備考
密度	7.80 - 7.85 g/cm³	20℃
融点	1380 - 1514 ℃	中炭素鋼典型値
最大使用温度（短期）	500 ℃	炭素鋼典型値
長期使用温度範囲	-25 - 0 ℃
熱伝導率	44.9 - 52 W/(m·K)	20℃
熱拡散率	12.5 mm²/s	20℃
比熱容量	461 - 480 J/(kg·K)	20℃
線膨張係数	1.19×10⁻⁵ 1/K	20℃
電気抵抗率	1.2×10⁻⁷ - 2.32×10⁻⁷ Ω·m	20℃

高温特性の傾向

C35と同様に、ヤング率は温度上昇に伴い低下し、600℃で約164 GPaとなります。熱伝導率、熱拡散率は温度上昇とともに減少し、比熱容量は増加傾向を示します。長期使用温度上限が0℃とされている点は、クリープ変形への配慮を示唆しています。

用途と選定指針

C40は大型鍛造品としての成形性と、ノーマライズ後の機械的特性のバランスに優れます。車輪、アクスル、大型ギア、連結棒、クランクシャフトなど、衝撃荷重や疲労荷重を受ける大型部品に適しています。焼入れ焼戻し処理によりさらなる強度向上が可能ですが、炭素当量がC35より高いため、溶接時は適切な予熱と溶接後熱処理が推奨されます。

DIN 17200 C35鋼 - 自動車・機械部品向けノーマライズ/ノーマライズ成形材（+N） DIN 17200 C45鋼 - 自動車・機械用途向けノーマライズ/ノーマライズ成形鋼

金属