738 Structural Steelは、重量のある負荷を負担するために設計された高性能合金です, 強さをブレンドします, 延性, と作業性. 標準の炭素鋼とは異なります, そのテーラード 化学組成 (ChromiumやMolybdenumなどの合金要素を使用しています) 強化された機械的特性を提供します, 建設の最大の選択肢になります, 自動車, 重機産業. このガイドで, その重要な特性を分解します, 実世界の使用, 製造プロセス, そしてそれが他の素材とどのように比較されるか - ストレスの下で信頼性を要求するプロジェクトのためにそれを選択することを助けてください.
1. の重要な材料特性 738 構造鋼
のパフォーマンス 738 構造鋼はバランスから始まります 化学組成, その堅牢性を形作ります 機械的特性, 信頼性のある 物理的特性, および実用的な作業性.
化学組成
738 構造鋼の式は、強度と靭性のために最適化されています, を含む重要な要素があります:
- 炭素含有量: 0.20-0.25% (強度と溶接性のバランス - 低炭素鋼よりも高いが、脆性を回避するのに十分低い)
- マンガンの内容: 1.20-1.50% (延性を減らすことなく、引張強度と硬化性を高めます)
- シリコンコンテンツ: 0.20-0.40% (製造中の脱酸化の援助と強度を改善します)
- リン含有量: ≤0.035％ (脆性を防ぐために制御されます, 特に寒い環境で)
- 硫黄含有量: ≤0.035％ (延性を維持し、形成中に割れを避けるために最小化されます)
- 追加の合金要素: クロム (0.40-0.60%, 耐食性を高めます), ニッケル (0.40-0.60%, タフネスを改善します), とモリブデン (0.15-0.25%, 高温強度を高めます)
物理的特性
| 財産 | の典型的な値 738 構造鋼 |
| 密度 | 7.85 g/cm³ |
| 熱伝導率 | 45 w/(M・k) (20°Cで) |
| 比熱容量 | 0.48 J/(g・k) (20°Cで) |
| 熱膨張係数 | 13 ×10⁻⁶/°C (20-500°C) |
| 磁気特性 | 強く磁気 (強磁性 - 構造鋼の共通) |
機械的特性
標準的な熱処理後 (正規化またはクエンチと焼き戻し), 738 構造鋼は、印象的な負荷を負担するパフォーマンスを提供します:
- 抗張力: 650-750 MPA (A36のような標準の炭素構造鋼よりも高い)
- 降伏強度: 450-550 MPA (2x A36よりも高い, 構造部品の材料の厚さを減らす)
- 伸長: 18-22% (で 50 MM-衝撃を吸収するための延性を再び回復します, 地震に耐える建物にとって重要です)
- 硬度: 180-220 ブリネル, 80-90 ロックウェルb, 190-230 ビッカーズ (機械加工に十分な柔らかい, 負荷を負担するのに十分なほど硬い)
- 疲労強度: 300-350 MPA (10℃で - 繰り返されるストレスの下での部品のideal, ブリッジビームや車両フレームのように)
- 衝撃の靭性: 60-80 j (-20°Cで - 寒い季節に耐えます, 脆い高炭素鋼とは異なり)
その他の重要なプロパティ
- 溶接性: 優れた - 低炭素と制御された合金含有量は、MIGを介した溶接を可能にします, ティグ, または予熱せずにメソッドをスティックします (現場での建設にとって重要です).
- 加工性: 良い - チタンのような高強度の合金よりも優れています; 標準の高速鋼を使用します (HSS) 摩耗が最小限のツール.
- 形成性: 非常に良い - 押すことができます, 曲がっています, または複雑な形に巻き込まれます (例えば。, 湾曲したブリッジビーム) 割れずに.
- 耐食性 (炭素鋼と比較して): 中程度 - プレーン炭素鋼よりも優れています (Chromiumに感謝します) しかし、コーティングが必要です (例えば。, 亜鉛メッキ) 海洋または過酷な環境向け.
- 延性: 高 - 障害が発生する前に、積極的に積極的に変形します, 突然の故障が壊滅的である構造用途にとって安全にする.
2. の現実世界のアプリケーション 738 構造鋼
738 構造鋼の強度の融合, 延性, そして、作業性により、重い負荷や顔の可変条件を運ぶアプリケーションに最適です. ここに最も一般的な用途があります:
建設業界
- 構造ビーム: 高層ビルの床と屋根の梁は738を使用します。, 建物の重量と材料コストの削減.
- 列: 商業ビルの荷重柱 (例えば。, モール, オフィス) 738に依存しています 500 座屈のないkn.
- 橋: 高速道路と鉄道の橋が使用されます 738 ガーダーの場合 - 疲労強度は、繰り返される車両の交通からストレスに抵抗します, 延性は地震エネルギーを吸収します.
- 建物: 地震が発生しやすい地域の地震耐性の建物 (例えば。, カリフォルニア) 738を使用します.
ケースの例: 使用した建設会社 738 東京の20階建てのオフィスビル用の構造鋼. 標準のA36スチールと比較, 738 ビームはそうでした 20% 薄い, 全体の建物の重量を減らす 15% コンクリートの使用を削減します (基礎のため) による $300,000. 建物はまた、最小限の変形で地震テストを通過しました.
自動車産業
- 車両フレーム: 頑丈なトラックとSUVの使用 738 シャーシフレームの場合 - 筋力は重いペイロードをサポートします (まで 10 トン) 荒れた道路から曲げて抵抗します.
- サスペンションコンポーネント: トラックサスペンションアームの使用738—脂肪筋力は繰り返されるバンプを処理します, 延性は、オフロードの使用中の破損を防ぎます.
- 車軸: 商用車車軸 (例えば。, 配達トラック) 738-エンジンからのトルクに耐える緊張強度を使用します, 衝撃の靭性はポットホールの損傷に抵抗します.
機械工学 & 重機
- 機械工学: 産業用プレスおよび製造ライン用の機械フレームは738を使用します - 停止は動作中の振動を最小限に抑えます, 加工性により、コンポーネントの正確な取り付けが可能になります.
- ギアとシャフト: 大きな工業用具 (例えば。, 工場のコンベヤーで) 738を使用します - ハードネスは摩耗に抵抗します, タフネスは歯の切断を防ぎます.
- 重機:
- 掘削機: バケットアームとブーム構造は738を使用しています。 20 トンと抵抗は岩からの影響を与えます.
- クレーン: クレーンブームの使用738 - 高強度と重量の比率により、重い負荷を持ち上げることができます (まで 100 トン) 曲げずに.
- マイニング機器: 鉱山運搬トラックのフレームは738を使用します - 鉱山水からの耐性 (亜鉛メッキで) のペイロードを処理します 50 トン.
海洋産業
- 船の構造: 小貨物船の船体とデッキビームは738を使用しています。, それは、普通の炭素鋼よりも塩水腐食によく抵抗します.
- オフショアプラットフォーム: 小さなオフショアオイルリグサポート構造は738を使用します - 筋力ハンドル波負荷, 溶接性により、オンサイトアセンブリが可能になります.
3. のための製造技術 738 構造鋼
生産 738 構造鋼では、化学バランスと機械的特性を維持するために精度が必要です. これがプロセスです:
1. 冶金プロセス (合金制御)
- 電気弧炉 (EAF): 主要な方法 - 鉄鋼, 鉄鉱石, および合金要素 (クロム, ニッケル, モリブデン) 1,600〜1,700°Cで溶けます. センサーモニター 化学組成 炭素を確保するため, マンガン, 合金はターゲットの範囲を満たします.
- 基本的な酸素炉 (bof): 大規模な生産のために - 爆風炉からのモルテン鉄はスクラップスチールと混合されています, 次に、酸素を吹き飛ばして炭素含有量を調整します. 合金は、プロパティを微調整するために爆発後に追加されます.
2. ローリングプロセス
- ホットローリング: 溶融合金はスラブに投げ込まれます (200-300 厚さmm), 1,100〜1,200°Cに加熱, 一連のミルを通り抜けてビームのような形を形成しました (iビーム, Hビーム), プレート, またはバー. ホットローリングは穀物の構造と強度を改善します.
- コールドローリング: 薄いシートに使用されます (例えば。, 自動車フレーム用) - 表面仕上げと寸法の精度を改善するために、室温でコールドロールします. コールドローリングは硬度をわずかに増加させます, したがって、アニーリングは延性を回復するために続く可能性があります.
3. 熱処理 (仕立て強度)
- 正規化: 850-900°Cに加熱され、保持されます 30-60 分, その後、空気で冷却されました. これにより、穀物のサイズが洗練されます, バランスの強さと延性, 構造用途の最も一般的な熱処理です.
- クエンチングと焼き戻し: 高強度のニーズについては、820-860°Cに加えられます (オーステナイト化), 硬化するために水で消しました, その後、550-600°Cで抑制して、脆性を低下させました. これにより、引張強度が向上します 750 MPA (重機車軸に使用されます).
- アニーリング: 700-750°Cに加熱され、ゆっくりと冷却されます。 (例えば。, 湾曲したブリッジビーム) または機械加工.
4. 形成と表面処理
- 形成方法:
- フォーミングを押します: 油圧プレスを使用します (1,000-5,000 トン) ビームまたは列をカスタムプロファイルに形作ります (例えば。, 近代的な建物のテーパー列).
- 曲げ: ロールベンダーを使用して、湾曲した形状を作成します (例えば。, ブリッジアーチ)—738の延性により、材料の厚さの5倍の小さい半径までの曲げが可能になります.
- 溶接: 構造部品のオンサイト溶接 (例えば。, ビーム間接続) 低炭素フィラー金属でMIG溶接を使用します。予熱は必要ありません, 建設時間の節約.
- 機械加工: CNCミルと旋盤は精密部分を形成します (例えば。, ギアシャフト) - 過熱を防ぐために、液体を切断するHSSまたは炭化物ツールを使用する.
- 表面処理:
- 絵画: 工業用塗料 (例えば。, エポキシ) 錆を防ぐために建設鋼に適用されます - 建物や内陸の橋の共通.
- 亜鉛メッキ: ホットディップの亜鉛メッキ (亜鉛コーティング) 海洋または屋外の鋼に使用されます (例えば。, 船体, オフショアプラットフォーム) - の耐食性を促進します 20+ 年.
- ショットブラスト: スケールを除去して錆びるために小さな金属ビーズで鋼を爆破します - 塗料/亜鉛メッキ接着を改善.
5. 品質管理 (構造的安全の焦点)
- 超音波検査: 内部欠陥をチェックします (例えば。, ひび割れ, ボイド) 厚いビームまたは柱で - 荷重をかける部品については魅力的です.
- X線撮影テスト: 溶接に欠陥がないことを検査します (例えば。, 気孔率, 融合の欠如) ブリッジまたは建物の接続では、溶接が荷重を運ぶことができます.
- 引張試験: 引張強度を検証します (650-750 MPA) そして、降伏強度 (450-550 MPA) 会うために 738 仕様.
- 微細構造分析: 顕微鏡下の合金を調べて、均一な粒子構造を確認します - 脆い相はありません (例えば。, マルテンサイト) それは失敗を引き起こす可能性があります.
- インパクトテスト: 衝撃の靭性を確保するために、-20°CでシャルピーV -Notchテストを実施します (60-80 j) - 寒冷状態または地震アプリケーション用の批判的.
4. ケーススタディ: 738 頑丈なクレーンブームの構造鋼
建設機器メーカーは、標準のA572グレードを使用しました 50 クレーンブーム用のスチール. ブームの重量がありました 800 kgと持ち上げることができました 50 トン - モバイルクレーンに重い, 機動性を向上させるために、より軽いブームが必要でした. 彼らはに切り替えました 738 構造鋼, 次の結果があります:
- 強さ & 重さ: The 738 ブームはそうでした 15% 薄い (から 20 mm to 17 mm) そして計量 680 kg (15% ライター) 同じものを持ち上げながら 50 トン - 738の高い降伏強度に感謝します.
- パフォーマンス: 軽いブームは、クレーンの総重量を減らしました 1.2 トン, 燃料効率の向上 8% 狭い建設現場へのアクセスを可能にします (より重いクレーンが適合できなかった場合).
- コスト削減: メーカーは保存しました $500 材料コストのブームごと (使用されるスチールが少ない) そして受け取った 20% ライターの注文を増やします, よりアジャイルなクレーン.
5. 738 構造鋼Vs. その他の材料
どうしますか 738 構造鋼他の一般的な構造材料と比較してください? 詳細なテーブルで分解しましょう:
| 材料 | 料金 (vs. 738) | 抗張力 | 降伏強度 | 重さ (密度) | 溶接性 | 耐食性 |
| 738 構造鋼 | ベース (100%) | 650-750 MPA | 450-550 MPA | 7.85 g/cm³ | 素晴らしい | 適度 |
| A36炭素鋼 | 80% | 400-500 MPA | 250 MPA | 7.85 g/cm³ | 素晴らしい | 貧しい |
| A572グレード 50 鋼鉄 | 90% | 550-620 MPA | 345 MPA | 7.85 g/cm³ | 素晴らしい | 貧しい |
| HSLAスチール (学年 65) | 110% | 700-780 MPA | 450 MPA | 7.85 g/cm³ | 良い | 適度 |
| アルミニウム合金 (6061-T6) | 300% | 310 MPA | 276 MPA | 2.7 g/cm³ | 良い | 素晴らしい |
| 炭素繊維複合材 | 1,000% | 1,500 MPA | 1,200 MPA | 1.8 g/cm³ | 貧しい (結合のみ) | 素晴らしい |
アプリケーションの適合性
- 高層ビル: 738 A36/A572よりも優れています (より薄いビーム, より低い重量) HSLAまたは複合材料よりも安い.
- モバイルクレーン: 738 A572を上回ります (同じ強さで軽い) アルミニウムや複合材料よりもはるかに安いです.
- 橋: 738 A36よりも優れています (トラフィックの疲労強度が向上します) そして、ほとんどのプロジェクトではHSLAよりも費用対効果が高くなります.
- 海洋構造: 738 (亜鉛メッキで) アルミニウムよりも安く、複合材料よりも溶接しやすい, ただし、アルミニウムは耐食性が優れています.
Yiguテクノロジーの見解 738 構造鋼
Yiguテクノロジーで, わかります 738 頑丈なアプリケーションのための費用対効果の高い労働者としての構造鋼. そのバランスの取れた強さ, 延性, 溶接性により、私たちの建設に最適です, 自動車, 重機のクライアント. よくお勧めします 738 高層ビーム用, クレーンブーム, 地震耐性構造 - 材料コストを削減します (より薄いプロファイル) オンサイト溶接を簡素化します. 厳しい環境にはコーティングが必要です, その低コストで信頼性の高いパフォーマンスは、プレミアムHSLAまたは複合材料よりも優れた価値を提供します, Sustainableの目標を調整します, 実用的なソリューション.
よくある質問
1. できる 738 構造鋼は寒い気候で使用されます?
はい. 738 優れた衝撃の靭性があります (60-80 j -20°Cで), ですから、寒い気候でひび割れに抵抗します (例えば。, 北欧, カナダ). 一般的に橋に使用されます, 建物, ゼロの温度で動作する重機.
2. します 738 構造鋼は屋外で使用するためにコーティングする必要があります?
はい. その間 738 プレーン炭素鋼よりも優れた腐食抵抗があります, それはまだ雨の中で錆びます, 雪, または塩水. 屋外アプリケーション用 (例えば。, 橋, 屋外クレーン), 塗装を使用します (エポキシ) または亜鉛メッキ (亜鉛コーティング) 寿命を延ばします 20+ 年.
3. どうしますか 738 構造プロジェクトのHSLA Steelと比較してください?
738 HSLAグレードと同様の降伏強度があります 65 しかし、そうです 10% より安く、溶接が簡単です (予熱する必要はありません). HSLAは、腐食抵抗がわずかに優れています, しかし 738 ほとんどの建設/重機のプロジェクトに適した選択です。低コストとよりシンプルな製造で同様の強さを提供します.
