738H構造鋼: プロパティ, アプリケーション, 製造ガイド

738H Structural Steelは、大量の負荷含有シナリオ用に設計されたプレミアム合金構造鋼です, 強度の強化, タフネス, そして、作業性は交渉不可能です. 標準とは異なり 738 鋼鉄, その洗練 化学組成 - バナジウムとより高いレベルのクロムの意図的な追加, ニッケル, モリブデン - 優れた機械的性能, 重機の製造や地震耐性建設など、厳しい産業に最大の選択肢となる. 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 - 極端なストレスの下で長期的な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のを助けてください.

1. 738H構造鋼の主要な材料特性

738hの構造鋼の傑出したパフォーマンスは、その正確にバランスが取れて始まります 化学組成, その堅牢性を形作ります 機械的特性, 一貫性のある 物理的特性, および実用的な作業性.

化学組成

738Hの式は強度のために最適化されています, タフネス, と耐熱性, を含む重要な要素があります:

• 炭素含有量: 0.22-0.28% (高強度と溶接性のバランス - 低炭素鋼よりも高くなりますが、脆性を避けるために制御されます)
• マンガンの内容: 1.30-1.60% (延性を保持しながら、引張強度と硬化性を高めます)
• シリコンコンテンツ: 0.25-0.45% (製造中の脱酸化に補助し、高温安定性を高めます)
• リン含有量: ≤0.030％ (冷たい脆性を防ぐために厳密に制御されます, 寒冷気候アプリケーションにとって重要です)
• 硫黄含有量: ≤0.030％ (延性を維持し、形成または溶接中の亀裂を避けるために最小化)
• クロム含有量: 0.50-0.70% (改善します 耐食性 標準と比較した高温強度 738)
• ニッケル含有量: 0.50-0.70% (強化 衝撃の靭性, 特にゼロの温度で)
• モリブデンの内容: 0.20-0.30% (クリープ抵抗をブースト - 長期にわたる高温にさらされた部品のideal, エンジンコンポーネントのように)
• バナジウム含有量: 0.05-0.10% (738からの重要な差別化要因 - 粒のサイズを繰り返します, 強度と疲労抵抗の両方を改善します)

物理的特性

機械的特性

標準的な熱処理後 (消光と抑制または正規化), 738Hは、業界をリードする負荷を負担するパフォーマンスを提供します:

• 抗張力: 700-800 MPA (10-15% 標準よりも高い 738 鋼鉄)
• 降伏強度: 500-600 MPA (10% より高い 738, 同じ負荷に薄い材料を許可します)
• 伸長: 16-20% (で 50 MM-衝撃を吸収するための延性を再び回復します, 地震が発生しやすい構造にとって重要です)
• 硬度: 200-240 ブリネル, 85-95 ロックウェルb, 210-250 ビッカーズ (より難しい 738 しかし、それでも標準ツールで機械加工可能です)
• 疲労強度: 330-380 MPA (10秒サイクル - 738, クレーンブームのような繰り返しストレスの下での部品に最適です)
• 衝撃の靭性: 70-90 j (-20°C -15-20％よりも 738, 寒い気候でのひび割れに抵抗します)

その他の重要なプロパティ

• 溶接性: 非常に良い - 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, またはスティックメソッド; 予熱 (150-200°C) 厚いセクションには推奨されます (以上 25 mm) 溶接亀裂を避けるため.
• 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) または最小限の摩耗のある炭化物ツール (少し遅い 738 硬度が高いため).
• 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。, 湾曲した橋の桁) 割れずに, バナジウムの洗練された穀物構造のおかげです.
• 耐食性: 中程度から良い - より高いクロム含有量よりも 738 雨に対する抵抗を改善します, 湿度, および軽度の化学物質; それでもコーティングが必要です (例えば。, 亜鉛メッキ) 海洋または産業環境用.
• 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, 突然の崩壊が壊滅的な構造用途にとって安全にする (例えば。, 建物の柱).

2. 738H構造鋼の実際のアプリケーション

738Hの強度の融合, タフネス, また、耐熱性により、標準の構造鋼を制限に押し上げる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: 高層ビルの床梁 (30+ 物語) 738Hを使用します 25% A36スチールよりも薄いビーム, 建物の重量と基礎コストの削減.
• 列: 市販の高層ビルの荷重柱 (例えば。, オフィスタワー) 738Hに依存します 600 座屈のないkn, 地震活動中でさえ.
• 橋: ロングスパンハイウェイブリッジ (以上 100 メーター) メインガーダーに738hを使用します - 胎児の強さは、トラックの大量の交通からストレスに抵抗します, 衝撃の靭性は地震エネルギーを吸収します.
• 建物: 高リスクゾーンの地震耐性の建物 (例えば。, 日本, カリフォルニア) 738Hを使用します。これは、低温衝撃の靭性が震え中の崩壊を防ぎます.

ケースの例: 建設会社がソウルの35階建ての住宅塔に738時間を使用しました. 標準と比較して 738 鋼鉄, 738Hビームはそうでした 22% 薄い, 鋼の使用量を削減します 18% と節約 $450,000 材料費について. タワーはまた、地震テストを通過しました 30% コード要件よりも変形が少ない.

自動車産業

• 車両フレーム: 頑丈な商業トラック (例えば。, 18-ホイーラー) シャーシフレームに738hを使用します。 15 トン, および疲労抵抗ハンドル 1 何百万もの道路使用.
• サスペンションコンポーネント: オフロード車両サスペンションアームの使用738H - インパクトの靭性は岩やpot穴からの損傷に抵抗します, および腐食抵抗 (絵画で) 泥と雨に耐えます.
• 車軸: 重いトラックドライブ車軸は738Hを使用します - 緊張強度に耐えるエンジントルク, モリブデンは、長距離運転に耐熱性を追加します.

機械工学 & 重機

• 機械工学: 大規模な産業用プレスフレームは738Hの使用 - 高圧スタンピング中のスティフが振動を最小限に抑える, そして、バナジウムが施した穀物構造は、時間の経過とともに摩耗を防ぎます.
• ギアとシャフト: コンベアシステム用の産業用ギアボックスは738Hを使用します - ハードネスは歯の摩耗に抵抗します, 疲労強度ハンドル 10,000+ 営業時間.
• 重機:
• 掘削機: 大きな掘削機バケットアーム (10+ トン容量) 738Hを使用します - 掘削荷重を処理します, 衝撃の靭性は岩の衝撃に抵抗します.
• クレーン: モバイルクレーンブーム (200+ トンリフティング容量) 738Hを使用します - 高強度と重量と重量の比率により、曲げずにブームが長くなります.
• マイニング機器: 鉱山運搬トラックフレーム (100+ トンペイロード) 738H—腐食抵抗を使用します (亜鉛メッキで) 鉱山の水に耐えます, 強度は重い負荷を処理します.

海洋産業

• 船の構造: 中型の貨物船の船体とデッキビームは738Hを使用します。, 標準よりも塩水腐食に耐えます 738 またはA36スチール.
• オフショアプラットフォーム: 小さなオフショアウィンドタービンサポート構造は738Hの使用波と風の荷重を処理します, 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. 738H構造鋼の製造技術

738hの構造鋼を生産するには、合金バランスと強化された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 (合金精度)

• 電気弧炉 (EAF): 主要な方法 - 鉄鋼, 鉄鉱石, 正確な量の合金要素 (クロム, ニッケル, モリブデン, バナジウム) 1,650-1,750°Cで溶けます. リアルタイムセンサーモニター 化学組成 バナジウムを確保するため, 炭素, 他の要素は厳しい範囲内にとどまります (738Hのパフォーマンスにとって重要です).
• 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 (特にバナジウム) 酸化を避け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 (200-350 厚さmm), 1,150-1,250°Cに加熱, 一連のミルを通り抜けて、Iビームのような形を形成しました, Hビーム, プレート, またはバー. ホットローリングは穀物構造を改良します, 制御された冷却は、バナジウムの穀物反復の利点を保存します.
• コールドローリング: 薄いシートに使用されます (例えば。, 自動車フレームコンポーネント) - 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. ロール後アニーリング (700-750°C) 寒冷作業中に延性が失われるように回復します.

3. 熱処理 (パフォーマンスの向上)

• 正規化: 880-920°Cに加熱され、保持されます 45-60 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, 一般的な構造部品に使用されます (例えば。, 建物の柱).
• クエンチングと焼き戻し: 830-870°Cに加えられた高性能部品の好ましい治療 (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、580-620°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 800 MPAおよびクレーンブームまたは車軸に使用されます.
• アニーリング: 720-760°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) または精密機械加工.

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 (2,000-6,000 トン) カスタムプロファイルを形作る (例えば。, テーパーの建物の柱) 738Hプレートから.
• 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)—738Hの延性により、材料の厚さの6倍の小さい半径までの曲げが可能になります.
• 溶接: 構造ジョイントのオンサイト溶接 (例えば。, ビーム間接続) 低合金フィラー金属を使用します (例えば。, E7018) 738Hの強さに合わせます; 厚いセクションを予熱すると、溶接亀裂が防止されます.
• 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) - 738hのより高い硬度を処理するための切断液で炭化物ツールを使用します.
• 表面処理:
• 絵画: 産業用エポキシペイントは、内陸の構造部品に適用されます (例えば。, ビームの建物) 錆を防ぐために - 著者 10-15 メンテナンスの年.
• 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, 80-100 厚さμm) 屋外または海洋部品に使用されます (例えば。, クレーンブーム, 船体) - の耐​​食性を促進します 25+ 年.
• ショットブラスト: スケールと錆を除去するためのスチールビーズでスチールを爆破します - 塗料/亜鉛メッキの接着と表面仕上げを改善.

5. 品質管理 (パフォーマンス保証)

• 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) 厚い部分 (例えば。, クレーンブーム) - 負荷をかける安全性のために批判的.
• 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ジョイントで - 溶接は738Hの強度に一致します.
• 引張試験: 引張強度を検証します (700-800 MPA) そして、降伏強度 (500-600 MPA) 738Hの仕様を満たすため.
• 微細構造分析: 顕微鏡下の合金を調べて、バナジウムの穀物反復効果を確認します。大きな穀物や脆性相はありません (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と-40°CでCharpy V -Notchテストを実施します (70-90 j) - 寒冷気候または地震アプリケーションのために批判的.

4. ケーススタディ: 738H大きなマイニングトラックフレームのH構造鋼

マイニング機器メーカーは標準を使用しました 738 150トンの運搬トラックフレーム用のスチール. フレームの重量がありました 3,500 kgと頻繁な修理が必要でした (毎 2 年) 重い負荷からの疲労亀裂のため. 彼らは738時間に切り替えました, 次の結果があります:

• 強さ & 耐久性: 738Hフレームはそうでした 18% ライター (3,000 kg) 同じ150トンのペイロードを処理している間、高降伏強度に感謝します. 疲労亀裂は排除されました, フレーム寿命が増加しました 5 年 (2.5xより長い 738).
• パフォーマンス: 軽いフレームにより、トラックの燃料消費量が減少しました 12% より速い運搬速度を可能にします (5 km/hはより速い), 毎日の鉱石輸送の増加 8%.
• コスト削減: メーカーは保存しました $20,000 年間修理費用でトラックごとに受け取った 15% より耐久性のあるトラックの注文が増えます.

5. 738H構造鋼Vs. その他の材料

738hは標準の構造鋼や高性能材料と比較してどうですか? 詳細なテーブルで分解しましょう:

アプリケーションの適合性

• 高層ビル: 738Hは738/HSLAよりも優れています (より薄いビーム, より低い重量) 複合材料よりも安価です 30+ ストーリー構造.
• マイニング機器: 738hアウトパフォーム 738 (寿命が長い, 軽量) アルミニウム/複合材料よりもはるかに安いです - 重距離トラックに最適.
• 冷たい気候橋: 738Hの優れた衝撃の靭性 (-20°C) A36/HSLAよりも優れています.
• 海洋構造: 738h (亜鉛メッキで) アルミニウムよりも安いです, より強い 738, また、複合材よりも溶接が簡単です。これは、小規模船に適しています.