JIS SCR440合金鋼: プロパティ, アプリケーション & 製造ガイド

費用対効果を求めている場合, ギアやシャフトなどの機械部品用の高強度合金鋼 - JIS SCR440合金鋼 素晴らしい選択です. 日本の標準クロム合金鋼として, 固体の硬化性のバランスを取ります, 耐摩耗性, 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, プロジェクトに情報に基づいた決定を下すのに役立ちます.

1. JIS SCR440合金鋼の材料特性

JIS SCR440のパフォーマンスは、バランスの取れたプロパティに根ざしています, 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 SCR440の要素は協力して強度を高める, 硬度, 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	0.38 - 0.45	強化抗張力と表面の硬度; 耐摩耗性の部品にとって重要です
クロム (cr)	cr	0.90 - 1.20	改善しますハーデン剤そして耐食性; 中程度の温度での酸化を防ぎます
マンガン (Mn)	Mn	0.60 - 0.90	ブースト加工性および穀物の洗練; 熱処理後の脆性を低下させます
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; 延性を失うことなく合金を強化します
モリブデン (MO)	MO	≤ 0.15	トレース量は、高温安定性をわずかに向上させます; 主要な合金要素ではありません
ニッケル (で)	で	≤ 0.25	最小限のコンテンツ; 少量はわずかに改善されます衝撃の靭性
硫黄 (s)	s	≤ 0.030	ストレスの高いアプリケーションでの亀裂や脆性を避けるために低く保たれた
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	小さい量は、部品全体に均一な強度のために穀物構造を改良します

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 SCR440がどのように振る舞うかを決定します:

密度: 7.85 g/cm³ (ほとんどの鉄合金と一致しています, 既存のデザインに簡単に統合できます)
融点: 1430 - 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: 45 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: 470 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: 12.0 μm/(M・k) (低拡張, ギアやシャフトなどの精密部品に重要です)
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 SCR440の完全な機械的強度は、その後ロック解除されます消光 + 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	テスト標準 (彼)
抗張力	≥ 1000 MPA	Z2241だけ
降伏強度	≥ 800 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)	229 - 286 HB	Z2243だけ
硬度 (ロックウェルc)	23 - 30 HRC	Z2245だけ
硬度 (ビッカーズ)	230 - 290 HV	彼はZ2244
衝撃の靭性	≥ 50 j	彼はZ2242です
疲労強度	〜520 MPa	Z2273だけ

1.4 その他のプロパティ

耐食性: 適度 (軽度の水分に抵抗します, オイル, および工業化学物質; 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: 良い (に感謝します クロム (cr) 熱処理; ベアリングやローラーなどの可動部品に適しています)
加工性: 公平 (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、ツール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: 素晴らしい (熱処理は深く浸透します, 重機のシャフトのような厚い部品の均一な強度を確保する)

2. JIS SCR440合金鋼のアプリケーション

JIS SCR440の強度のミックス, 手頃な価格, 汎用性は理想的です高ストレスアプリケーション 業界全体. 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

車と商用車は、主要な機械部品の耐久性に依存しています:

ギア: A Japanese automaker uses it for manual transmission gears—its 耐摩耗性 ギアの寿命を延長します 30% vs. 炭素鋼.
シャフト: コンパクトトラックはJIS SCR440ドライブシャフトを使用します; その 降伏強度 (800 MPa以上) 曲げずに20トンの負荷を処理します.
ボルトとファスナー: High-performance sedans use it for engine mount bolts—their 抗張力 (≥1000MPa) 振動の緩みに抵抗します.

2.2 機械工学

産業用マシンには、継続的に使用される部品が必要です:

ベアリング: A manufacturing plant uses it for conveyor belt bearings—its 硬度 (229–286 HB) メンテナンスのダウンタイムを削減します 20%.
ローラー: 印刷機械は圧力ローラーに使用します; その 疲労強度 (〜520 MPa) 紙との繰り返しの接触に耐えます.
スプリング: 小さな建設ツール (ジャックハンマーのように) 圧縮スプリングに使用します; その弾力性 (焼き戻しから) ハンドル 8,000+ サイクル.

2.3 重機

大規模な機器用, 信頼できる強度を提供します:

クレーンシャフト: Small port cranes use it for hoist shafts—its 衝撃の靭性 (≥50j) 25トンの容器を持ち上げるときに骨折を防ぎます.
構造ファスナー: 農業機械 (トラクターのように) JIS SCR440ボルトを使用します; 彼らの 耐食性 (アンチラストコーティング付き) 泥と雨に立ち向かいます.

3. JIS SCR440合金鋼の製造技術

JIS SCR440のパフォーマンスを最大化します, 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) is added to reach the target composition. 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

JIS SCR440の可能性を最大限に発揮するには、熱処理が重要です. 高ストレス部品の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 30%).
消光: 熱に加熱します 840 - 860°C, オイルで急速に冷却します. Hardens the steel to reach 抗張力 ≥1000MPa.
焼き戻し: 熱に加熱します 500 - 550°C, 空気で涼しい. 強度を保持しながら脆性を低下させます - ギアやシャフトなどの部品に対して魅力的です.
浸炭 (オプション): 熱に加熱します 900 - 炭素が豊富な大気中の950°C. 硬い外側の層を追加します (0.8–1.0 mm厚) ブーストする 耐摩耗性 (ベアリングに最適です).

3.3 プロセスの形成

JIS SCR440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. 金属の粒構造を揃えます, 増加 抗張力 による 12% vs. パーツをキャストします. ギアに使用されます, シャフト, クレーンコンポーネント.
ローリング: ローラーを通過してバーを作りました, シート, またはロッド. ボルトブランクやスプリングストックなどの基本的な形状に使用.
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). 自動車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, 部品は精密機械加工で仕上げられています:

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). 切断液を使用します (例えば。, 鉱油) 過熱とツールの摩耗を防ぐため.
ミリング: 回転カッターを使用して、ギアの歯やベアリングレースを形作ります. 炭化物ツールは、高精度で最適に機能します (例えば。, ギア歯耐性±0.02 mm).
掘削: ボルトまたはファスナー用の穴を作成します. 高速ドリル (900–1400 rpm) 割れを避けてください.
研削: 表面を滑らかにして緊密な許容範囲にします (例えば。, 内側のリングをベアリングするための±0.01 mm). 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 SCR440

日本の自動車部品サプライヤー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 160,000 km, 顧客の苦情につながります. 彼らはJIS SCR440に切り替え、問題を解決しました.

4.1 チャレンジ

サプライヤーのギアは、頻繁に街を運転するコンパクトカーで使用されました (スタートストップサイクル). 炭素鋼のギアは低かった疲労強度 (400 MPA) そして耐摩耗性, 歯の摩耗と伝播の滑りにつながります. 故障率はでした 6% 年間, サプライヤーの評判を傷つけます.

4.2 解決

彼らはJIS SCR440ギアに切り替えました, 使用:

鍛造 (1150°C) 穀物の構造を整列させ、強度を高めるために.
消光 (850°C) + 焼き戻し (530°C) 到達する 820 MPA 降伏強度 そして 55 j 衝撃の靭性.
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 320,000 km - 前の寿命を捨てます.
コスト削減: 交換部品のコストを年間240,000円削減しました.
信頼性: 故障率が低下しました 6% に 1%, 顧客の信頼の復元.

5. 比較分析: 彼はSCR440対. その他の材料

JIS SCR440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? 以下は、重要な特性の並んで比較されます:

材料	抗張力	衝撃の靭性	耐食性	料金 (vs. 彼はSCR440)	に最適です
彼はSCR440	≥1000MPa	≥50j	適度	100% (ベース)	高ストレス, 費用に敏感な部品
ステンレス鋼 (SUS304)	515 MPA	60 j	素晴らしい	170%	食品/化学機器
炭素鋼 (S45C)	600 MPA	35 j	低い	50%	低ストレス部品 (ブラケット)
合金鋼 (SCM440)	1080 MPA	60 j	適度	110%	高性能部品 (エンジンシャフト)
アルミニウム (A6061)	310 MPA	110 j	良い	120%	軽量部品 (車のフレーム)

重要なポイント: JIS SCR440はより良いものを提供します抗張力 炭素鋼とアルミニウムより, SCM440やステンレス鋼よりも安いです. それは最高の価値です高ストレス, 費用に敏感なアプリケーション 標準のトランスミッションギアや中型シャフトのように.

JIS SCR440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 SCR440は、信頼できる必要があるクライアントにとって頼りになります, 手頃な価格の高強度部品. 自動車用品や機械のシャフトに提供しました 10+ 年, そしてそのハーデン剤 そして耐摩耗性 一貫して中距離のパフォーマンスニーズを満たしています. 屋外で使用するために、機械加工とラストアンチコーティングを簡単にするためにアニーリングをお勧めします, クライアントがメンテナンスコストを削減するのを支援します 25%. パフォーマンスと予算のバランスをとるメーカー向け, JIS SCR440は無敵の選択肢です.