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

概要

DIN 17200規格のC45鋼は、自動車製造、エンジンおよび機械工学分野において中程度の応力を受ける部品に広く使用される代表的な中炭素鋼です。強度、靭性、機械加工性、熱処理応答性のバランスに優れ、トランスミッションシャフト、ギアホイール、トランスミッション部品などに最適です。最低使用温度-25℃、480℃まで良好なクリープ特性を示します。

化学成分

元素	含有量（%）
炭素 (C)	0.42 - 0.50
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	560 - 770 MPa
降伏強さ	275 - 340 MPa
伸び	15 - 17 %	縦方向
横方向伸び	13 - 15 %
ヤング率	210 - 212 GPa	20℃
ポアソン比	0.28 - 0.30	20-400℃範囲
せん断弾性率	81 - 82 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 - 480 ℃
熱伝導率	41.7 - 52 W/(m·K)	20℃
熱拡散率	11.6 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 - 2.5×10⁻⁷ Ω·m	20℃

高温特性の詳細

C45はポアソン比とせん断弾性率について、複数温度でのデータが提供されています。ポアソン比は20-300℃で0.28、400-500℃で0.29-0.30とわずかに上昇します。せん断弾性率は20℃で81-82 GPaから600℃で約66.7 GPaまで低下します。これらのデータは高温環境下での有限要素解析や熱応力評価に貴重です。

用途と選定指針

C45は「機械構造用炭素鋼の代表格」として世界中で最も広く使用される鋼種の一つです。焼入れ焼戻し（調質）処理により、引張強さ800-1000 MPa級まで強化可能で、高周波焼入れや浸炭焼入れなどの表面硬化処理にも適しています。トランスミッションシャフト、カムシャフト、クランクシャフト、ギア、ピニオン、ボルト、スタッドボルトなど、幅広い重要部品に採用されています。溶接性は炭素当量が中程度のため、板厚15mm以上では予熱（150-200℃推奨）が必要です。

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