JIS SCM420合金鋼: プロパティ, アプリケーション & 製造ガイド

浸炭に優れている合金鋼が必要な場合 - ハイウェアに最適, 自動車用品や機械シャフトなどの精密部品 - JIS SCM420合金鋼 最大の選択肢です. 日本の標準クロム - モリブデン合金として, それは非常に硬直性のバランスを取ります, タフネス, および加工性. このガイドは、あなたが知る必要があるすべてを分解します, 化学的な構造から現実世界の使用まで, 効果的に使用するのに役立ちます.

1. JIS SCM420合金鋼の材料特性

JIS SCM420のパフォーマンスは、そのバランスの取れたプロパティから来ています, すべて日本に準拠しています彼はG4105です 標準. 各重要な側面を明確に調べてみましょう.

1.1 化学組成

JIS SCM420の要素は協力して浸炭パフォーマンスを高める, 強さ, および耐久性. 以下は標準構成範囲です:

要素	シンボル	構成範囲 (%)	合金における重要な役割
炭素 (c)	c	0.18 - 0.23	低炭素含有量, 浸炭に最適です (コアを丈夫に保ちながら、硬い外層を形成します)
クロム (cr)	cr	0.90 - 1.20	強化ハーデン剤そして耐摩耗性; 浸炭の深さと均一性を改善します
モリブデン (MO)	MO	0.15 - 0.25	増加します疲労強度および高温安定性; 浸炭後の脆性を防ぎます
マンガン (Mn)	Mn	0.60 - 0.85	ブースト加工性および穀物の洗練; 延性を失うことなく合金を強化します
シリコン (そして)	そして	0.15 - 0.35	鉄鋼製造中にデオキシ剤として機能します; 全体的な強度を高めます
ニッケル (で)	で	≤ 0.25	トレース量はわずかに改善されます衝撃の靭性コストを引き上げることなく
硫黄 (s)	s	≤ 0.030	浸炭部品やストレスの多いアプリケーションの割れを避けるために低く抑えられています
リン (p)	p	≤ 0.030	冷たい脆性を防ぐために制限されます (低温環境での骨折)
バナジウム (v)	v	≤ 0.03	少量は穀物構造を改良します, 部品全体に均一な硬度を確保します

1.2 物理的特性

これらの特性は、温度変化や磁場など、さまざまな労働条件でJIS SCM420がどのように振る舞うかを示しています:

密度: 7.85 g/cm³ (ほとんどの鉄合金と同じ, 既存のデザインに簡単に統合できます)
融点: 1420 - 1450°C (high enough for 高温アプリケーション like industrial rollers or engine parts)
熱伝導率: 44 w/(M・k) 20°Cで (熱をよく保ちます, 継続的に動作する部品に適しています)
比熱容量: 465 J/(kg・k) 20°Cで (熱を着実に吸収します, 突然の温度変動からの反りを避けます)
熱膨張係数: 12.2 μm/(M・k) (低拡張, ギアのような精度部品にとって重要です)
磁気特性: 強磁性 (磁石を引き付けます, 磁気クランプやセンサーなどのツールに役立ちます)

1.3 機械的特性

JIS SCM420の完全な機械的強度は、その後ロック解除されます浸炭 + 消光 + 焼き戻し (その標準的な熱処理). 以下は、日本の基準でテストされた典型的な値です:

財産	典型的な値 (炭化)	テスト標準 (彼)
抗張力	≥ 980 MPA	Z2241だけ
降伏強度	≥ 785 MPA	Z2241だけ
伸長	≥ 12%	Z2241だけ
面積の削減	≥ 45%	Z2241だけ
硬度 (ブリネル)	240 - 300 HB	Z2243だけ
硬度 (ロックウェルc)	25 - 32 HRC (コア) / 58 - 62 HRC (表面)	Z2245だけ
硬度 (ビッカーズ)	245 - 305 HV	彼はZ2244
衝撃の靭性	≥ 70 j	彼はZ2242です
疲労強度	〜530 MPa	Z2273だけ

1.4 その他のプロパティ

耐食性: 適度 (軽度の水分と油に抵抗します; 屋外/湿度の高い環境には、亜鉛メッキまたは塗料を使用してください)
耐摩耗性: 素晴らしい (thanks to carburizing and クロム (cr); ギアやベアリングなどの可動部品に最適です)
加工性: 良い (アニール状態で柔らかい; 高速スチールを使用します (HSS) または、摩耗を減らすために液体を切断する炭化物ツール)
溶接性: 許容できる (予熱します 250 - 割れを避けるために、300°Cと溶接後の熱処理; 低水素電極を使用します)
ハーデン剤: 並外れた (浸炭は深く浸透します, 硬い外側の層と丈夫なコアを作成する - ハイウィアパーツのためのideal)

2. JIS SCM420合金鋼のアプリケーション

JIS SCM420の浸炭能力とタフネスは、それを理想的にします高ストレス, ハイウェアアプリケーション. ここに最も一般的な用途があります, 実世界の例があります:

2.1 自動車産業

車とトラックは、主要なトランスミッション部品の耐久性に依存しています:

ギア: 日本の自動車メーカーは、マニュアルトランスミッションギアに使用します。 (HRC 58–62) 与えます 耐摩耗性 that extends gear life by 40% vs. 炭素鋼.
シャフト: コンパクトSUVは、JIS SCM420ドライブシャフトを使用します; その 疲労強度 (〜530 MPa) 破壊せずに一定のトルクを処理します.
車軸: Commercial vans use it for rear axles—its 衝撃の靭性 (≥70j) 重い荷重中の曲げを防ぎます.

2.2 機械工学

産業機械は、その難解性から利益を得ています:

ベアリング: 製造工場はコンベアベルトベアリングに使用します。 30%.
ローラー: 印刷機械は圧力ローラーに使用します; その硬度 (240–300 HBコア) 紙の摩擦による摩耗を抵抗します.
ボルトとファスナー: High-speed machine tools use it for critical bolts—its 抗張力 (≥980MPa) 振動が緩んで抵抗します.

2.3 重機

大規模な機器用, 信頼できるパフォーマンスを提供します:

スプリング: 建設掘削機はそれをバケットスプリングに使用します; その弾力性 (焼き戻しから) 耐性 10,000+ 圧縮サイクル.
構造コンポーネント: Mining machinery uses it for crusher shafts—its ハーデン剤 ensures uniform strength in thick sections.

3. JIS SCM420合金鋼の製造技術

JIS SCM420のパフォーマンスを最大化するため, これらの業界が実証する製造手順に従ってください:

3.1 スチール製造プロセス

通常、2つの方法を使用して作成されます:

電気弧炉 (EAF): 中程度のバッチで最も一般的です. スクラップスチールは電極で溶けています, それから クロム (cr) そして モリブデン (MO) ターゲット構成に到達するために追加されます. EAFは柔軟性があり、廃棄物を減らします, 大きなギアなどのカスタムパーツに最適です.
基本的な酸素炉 (bof): 大量生産に使用されます. 溶融鉄を酸素と混合して不純物を除去します, 次に、合金要素が追加されます. BOFは、ボルトのような標準部品の方がより速く、費用対効果が高い.

3.2 熱処理

浸炭は、JIS SCM420のコア熱処理です. 標準プロセスはです:

アニーリング: 熱に加熱します 820 - 850°C, ゆっくり涼しい. 機械加工を容易にするために合金を柔らかくします (ツール摩耗をカットします 35%).
浸炭: 熱に加熱します 900 - 炭素が豊富な大気中の950°C (例えば。, 天然ガス). 0.8〜1.2 mmの硬い外側層を作成します (炭素含有量0.8〜1.0％) のために 耐摩耗性.
消光: オイルで急速に冷却します (から 830 - 850°C). 浸炭表面をHRC 58–62に硬化させます.
焼き戻し: 熱に加熱します 180 - 220°C, 空気で涼しい. 表面を硬く保ちながら、脆性を低下させます.

3.3 プロセスの形成

JIS SCM420は、使用して部品に形作られています:

鍛造: ハンマーまたは押した 1100 - 1200°C. 金属の穀物を揃えます, 増加 抗張力 による 15% vs. パーツをキャストします. ギアやシャフトに使用されます.
ローリング: ローラーを通過してバーやシートを作りました. ボルトブランクなどの基本的な形状に使用されます.
押し出し: 複雑な形を作るためにダイを押して押しました (例えば。, 中空のシャフト). トランスミッションコンポーネントなどの精密部品に最適です.

3.4 加工プロセス

形成後, 部品は完成しています:

旋回: 旋盤を使用して円筒形の部分を作ります (例えば。, シャフト). 切断液を使用して、過熱を防ぎます.
ミリング: 回転カッターを使用してギア歯を形作ります. 炭化物ツールは精度のために最適です (例えば。, ギア歯耐性±0.02 mm).
掘削: ボルト用の穴を作成します. 高速ドリル (1000–1500 rpm) 割れを避けてください.
研削: 浸炭表面を滑らかにして、耐性を強くします. 改善します 耐摩耗性 by reducing surface friction.

4. ケーススタディ: 自動車トランスミッションギアのJIS SCM420

日本の自動車工場が問題に直面しました: それらの炭素鋼トランスミッションギアはその後失敗しました 150,000 km, 費用のかかるリコールを引き起こします. 彼らはJIS SCM420に切り替え、問題を解決しました.

4.1 チャレンジ

工場のコンパクト車は、頻繁にスタートストップサイクルで都市部で使用されていました. 炭素鋼のギアは低かった耐摩耗性 そして疲労強度 (400 MPA), 歯の摩耗と伝播の滑りにつながります. 故障率はでした 5% 年間, 傷つけるブランドの信頼.

4.2 解決

彼らはJIS SCM420ギアに切り替えました, 使用:

浸炭 (920°C for 4 時間) aを作成します 1.0 MMハードアウターレイヤー.
消光 + 焼き戻し (200°C) HRCに到達します 60 表面上 30 コアのHRC.
精密粉砕 to smooth gear teeth, 摩擦と摩耗を減らす.

4.3 結果

サービスライフ: ギアは今最後になりました 300,000 km - 前の寿命を捨てます.
コスト削減: リコールコストを年間280,000円削減します.
パフォーマンス: 流行効率が改善されました 5%, 燃料消費量の削減.

5. 比較分析: JIS SCM420対. その他の材料

JIS SCM420は、一般的な代替品に対してどのように積み重なっていますか? これが並んでいる比較です:

材料	抗張力	耐摩耗性	衝撃の靭性	料金 (vs. 彼はSCM420です)	に最適です
彼はSCM420です	≥980MPa	素晴らしい	≥70j	100% (ベース)	ハイウェア, 精密部品 (ギア)
ステンレス鋼 (SUS304)	515 MPA	良い	60 j	180%	食品/化学機器
炭素鋼 (S45C)	600 MPA	低い	35 j	50%	低ストレス部品 (ブラケット)
合金鋼 (SCM415)	800 MPA	良い	60 j	80%	一般的な機械部品
チタン (TI-6AL-4V)	1100 MPA	良い	110 j	800%	軽量の航空宇宙部品

重要なポイント: JIS SCM420の方が優れています耐摩耗性 SCM415または炭素鋼より, 浸炭に感謝します. ステンレス鋼やチタンよりも安いです, それを最高の価値にしますハイウェア, 精密アプリケーション.

JIS SCM420合金鋼に関するYiguテクノロジーの視点

Yiguテクノロジーで, JIS SCM420は、Automotive Gearsのような浸炭部品の最大の選択肢です. クライアントに提供しました 12+ 年, そしてそのハーデン剤 そしてモリブデン強化疲労強度 一貫して厳格な基準を満たしています. 浸炭プロセスを最適化して、均一な硬い層を確保する, クライアントが一部の寿命を2〜3倍に拡大するのを支援します. 屋外で使用します, アンチラストコーティングと組み合わせます. 耐久性が必要なメーカー向け, 費用対効果の高いハイウェアパーツ, JIS SCM420は比類のないものです.