S235JR構造鋼: 汎用性の高いプロパティ, 用途, 専門家の洞察

日常の建設や製造プロジェクトに取り組んでいる場合 - 小さな商業ビルの建設など, 一般的なマシン部品を作成します, または、信頼できる強度が必要な場所で、軽い自動車コンポーネントを製造します, 簡単な処理, および手頃な価格, S235JR構造鋼 (ENごとに広く使用されている低炭素鋼 10025 基準) 頼りになるソリューションです. 特殊な高合金鋼とは異なります, それは作業性のバランスをとります (溶接, 切断) 基本的な負荷容量を備えています, それを無数のコストに敏感なバックボーンにします, 実践的なプロジェクト. しかし、それは現実世界でどのように機能しますか, 大量のアプリケーション? このガイドは、その重要な特性を分解します, 用途, 他の材料との比較, そのため、効率的に情報に基づいた決定を下すことができます, 耐久性のあるビルド.

1. S235JR構造鋼の材料特性

S235JRの価値は単純です, 低炭素組成 - 不可欠な機械的性能を損なうことなく、使いやすさと費用対効果を優先するために最適化されています. その定義的な特性を探りましょう.

1.1 化学組成

The 化学組成 S235JRは、汎用性と作業性に合わせて調整されています (enと整合しています 10025-2 基準):

1.2 物理的特性

これら 物理的特性 S235JRを簡単に処理し、日常の環境で安定させる:

• 密度: 7.85 g/cm³ (ほとんどの低炭素構造鋼と一致しています)
• 融点: 1450 - 1510°C (ホットローリングを処理します, 溶接, 標準装備での鍛造)
• 熱伝導率: 47 - 51 w/(M・k) 20°Cで (効率的な溶接と冷却のための高速熱伝達)
• 比熱容量: 460 J/(kg・k)
• 熱膨張係数: 13.0 ×10⁻⁶/°C (20 - 100°C, 括弧や小さなシャフトなどの精密部品の最小限の歪み)

1.3 機械的特性

S235JRの機械的特性は、基本的な強さと作業性のバランスをとる - 光から中程度の負荷のためのideal:

1.4 その他のプロパティ

• 耐食性: 適度 (湿気のない耐あった鋼; ガーバン化や絵画は、庭のフェンスや小さな橋のような屋外での使用のために寿命を延ばします)
• 溶接性: 素晴らしい (厚さ以下のセクションには予熱は必要ありません; 標準のアーク溶接で動作します。これは、オンサイト構造のためのidealです)
• 加工性: とても良い (柔らかくて延性; 高速スチールツールで簡単にカットします - 大量生産用の低いツール摩耗)
• 磁気特性: 強磁性 (溶接ジョイントの欠陥を検出するための基本的な非破壊検査ツールで動作します)
• 延性: 高い (壊れずに180°曲げることができます。湾曲したブラケットや门框などのカスタム形状を作成するのに最適です)

2. S235JR構造鋼のアプリケーション

S235JRの汎用性と低コストにより、建設の定番となります, 自動車, および一般的な製造. 主要な用途は次のとおりです, 実際の例があります:

2.1 工事

• 構造の構造: 1〜3階建ての商業ビルの光負荷を含むフレーム (例えば。, 小さなオフィス, 小売店). ドイツの建設会社が2階建てのベーカリーにS235JRを使用しました。サポートされています 4 kn/m²床荷重 (オーブン, 在庫) コスト 20% Q345スチールの使用よりも少ない.
• 橋: 小さな歩行者の橋 (≤10メートル) または田舎の道路橋. ポーランドの輸送機関は、8メートルの村の橋にS235JRを使用しました。 (車, 小さなトラック) そして、最小限のメンテナンスが必要でした 12 年.
• 工業用建物: 小規模な工場向けの棚フレームと機器プラットフォーム (例えば。, テキスタイルミルズ). イタリアのテキスタイル会社は、ハンドルされたストレージプラットフォームにS235JRを使用しました 800 プラットフォームあたりのkgで、オンサイトで簡単に組み立てられました.
• 補強材: 非批判的なコンクリートのためのマイナーな鉄筋 (例えば。, 家の基礎, 小さな保持壁). スペインの住宅建設業者がタウンハウスの列にS235JR鉄筋を使用しました。 300 kg/m²土壌圧力とコスト 15% 高強度の鉄筋未満.

2.2 自動車

• 車両フレーム: コンパクトカー用の非負荷搭載サブフレーム (例えば。, 後部座席のサポート). フランスの自動車メーカーは、小さなハッチバックのリアサブフレームにS235JRを使用しています。, 毎日使用するのに十分な強度があります.
• サスペンションコンポーネント: サスペンションシステム用のマイナーブラケット (例えば。, スタビライザーバーブラケット). ルーマニアの自動車サプライヤーは、これらのブラケットにS235JRを使用しています。 150,000 km対. 100,000 低グレードの鋼用km.
• エンジンマウント: 小さなディーゼルエンジン用の基本的なゴム間マウント (例えば。, 1.5–2.0Lエンジン). トルコの自動車メーカーは、これらのマウントにS235JRを使用しています。耐性エンジンの振動とコスト 12% 合金スチールマウントよりも少ない.

2.3 機械工学

• 機械部品: 家庭用家電用の小さなギアとシャフト (例えば。, 冷蔵庫コンプレッサー). トルコのアプライアンスブランドは、コンプレッサーシャフトにS235JRを使用しています。 3000 RPMローテーションとコスト 20% 未満 1045 鋼鉄.
• ベアリング: ファンや小さなモーターのための小さなベアリングハウジング (例えば。, 天井ファンモーター). インドのエレクトロニクス会社は、これらのハウジングにS235JRを使用しています。 6 年.
• シャフト: 短い, ウォーターポンプ用の低速シャフト (例えば。, 庭の灌漑ポンプ). モロッコの機械メーカーは、これらのシャフトにS235JRを使用しています。.

2.4 その他のアプリケーション

• マイニング機器: 軽量コンベヤー用のマイナーパーツ (例えば。, ベルトガイド). 南アフリカの炭鉱は、コンベアガイドにs235jrを使用しています。 15 トン/日の石炭の負荷とコスト 25% 高強度の鋼部品未満.
• 農業機械: マニュアルおよび光電源ツール用の小さな部品 (例えば。, レーキハンドル, 小さなハーベスターブレード). ブラジルの農業機器ブランドは、レーキハンドルにS235JRを使用しています。.
• 配管システム: 屋内の非圧力アプリケーション用の薄壁パイプ (例えば。, エアダクト, ケーブル保護). サウジアラビアの建設会社は、住宅の建物の通気口にS235JRパイプを使用しています。.

3. S235JR構造鋼の製造技術

S235JRの低炭素組成は、製造をシンプルに保ちます, 費用対効果, 大量生産に適しています:

3.1 一次生産

• 電気弧炉 (EAF): スクラップスチール (低炭素グレード) 溶けている - S235JRシートまたはバーの小型バッチ生産のためにクイック.
• 基本的な酸素炉 (bof): 炭素含有量が少ない豚の鉄は鋼に変換されます。, パイプ, またはシート (世界的に最も一般的な方法).
• 継続的なキャスト: 溶融鋼はビレットに投げ込まれます (120–180 mm厚) またはスラブ - 基本的な構造部品の均一な組成と最小限の欠陥を維持する.

3.2 二次処理

• ホットローリング: 主要な方法. 鋼は加熱されます 1100 - 1200°Cでシートに転がります (1–15 mm厚), バー (6–25 mm直径), 鉄筋, またはビーム - オンサイト形成のための延性と作業性.
• コールドローリング: 薄いシートに使用されます (厚さ4mm以下) 自動車のボディパネルやアプライアンスのケーシングのように、滑らかな表面仕上げと緊密な許容範囲のために室温で存在します (±0.05 mm).
• 熱処理:
• アニーリング: 加熱されています 750 - 800°C, 遅い冷却 - 精密機械加工のための鋼をソーフンします (例えば。, ギア切断) そして、内部ストレスをローリングから解放します.
• 正規化: めったに必要ありません (S235JRは、ローリング後に使用する準備ができています); 高精度部品にのみ使用されます 850 - 900°C, 強度の均一性を改善するための空冷.
• 表面処理:
• 亜鉛メッキ: 溶融亜鉛に浸す (50–100μmコーティング) - 錆に抵抗するために橋の手すりや庭の家具などの屋外部品を使用して.
• 絵画: エポキシまたはラテックスペイント - 美学や軽度の腐食保護のための機械フレームや建物の柱などの屋内部品に適用されます.

3.3 品質管理

• 化学分析: 分光測定は炭素をチェックします, マンガン, および硫黄含有量 (ENへのコンプライアンスを保証します 10025 溶接性と強度の基準).
• 機械的テスト: 引張試験では、収量/引張強度を測定します; 衝撃テストでは、靭性が検証されます (負荷をかける部品にとって重要です); 硬度テストは一貫性を確認します.
• 非破壊検査 (NDT):
• 超音波検査: 鉄筋や小さな橋の梁などの厚い部分の内部欠陥を検出する.
• 磁気粒子検査: 溶接接合部に表面亀裂が見つかります (例えば。, 構築フレーム接続またはマシンブラケット).
• 寸法検査: キャリパー, ゲージ, またはレーザースキャナーが厚さを検証します, 直径, と形 (シート/バーの±0.1 mm, 鉄筋の±0.2 mm - 他のコンポーネントとの互換性の維持).

4. ケーススタディ: S235JRアクション

4.1 工事: ドイツの2階建てのベーカリー

ドイツの建設会社が2階建てのベーカリーにS235JRを使用しました (600 m²) ベルリンで. ベーカリーには、3か月の開口部の締め切りに間に合うように迅速に構築できる予算に優しいフレームが必要でした. S235JR 優れた溶接性 乗組員にスチールフレームを組み立てさせます 8 日 (vs. 12 Q345スチールの日), そしてその 降伏強度 (235 MPa以上) 簡単に処理できます 4 kn/m²床荷重 (重いオーブン, 小麦粉バッグ). 後 7 年, ベーカリーは構造的な問題を示さず、材料費で15,000ユーロを節約しました.

4.2 自動車: フランスのコンパクトカーリアサブフレーム

小さなハッチバックのリアサブフレームのために、低グレードの鋼からS235JRに切り替えたフランスの自動車メーカー. サブフレームは軽量である必要がありました (燃料効率を向上させる) そして生産するのは安価です. S235JR 加工性 スピッチの欠陥の減少 25%, そしてその 延性 壊れることなく軽微な衝突エネルギーを吸収しました. 自動車メーカーは車あたり6ユーロを節約しました (300,000 毎年生産される車), 年間貯蓄で合計180万ユーロ.

4.3 機械工学: トルコの冷蔵庫コンプレッサーシャフト

冷蔵庫コンプレッサーシャフトに使用されるトルコのアプライアンスブランド. シャフトは処理する必要がありました 3000 RPM回転と凝縮からの軽微な錆. S235JR 抗張力 (360–510 MPa) スピンサイクルに耐えました, そしてその 中程度の腐食抵抗 (薄いアンチラストコーティング付き) 錆を防ぎました 8 年. ブランドはシャフトあたり0.4ユーロを節約しました (2 毎年生産される100万の冷蔵庫) - 年間貯蓄対合計800,000ユーロ. 使用 1045 鋼鉄.

5. 比較分析: S235JR対. その他の材料

S235JRは、光のために代替品にどのように積み重なっていますか, 予算に優しいプロジェクト?

5.1 他の鋼との比較

5.2 非鉄金属との比較

• スチールvs. アルミニウム: S235JRは、アルミニウムよりも降伏強度が1.7倍です (6061-T6: 〜138 MPa) コスト 65% 少ない. アルミニウムは軽量ですが、硬くはありません。ビルディングフレームやコンプレッサーシャフトなどの負荷を持つ部品に適していません.
• スチールvs. 銅: S235JRは、銅とコストよりも3.2倍強いです 85% 少ない. 銅は導電率に優れていますが、柔らかすぎて高価です構造部品には.
• スチールvs. チタン: S235JRコスト 95% チタンよりも少なく、同様の降伏強度があります (チタン: 〜240 MPa). チタンは、航空宇宙や極端な環境に使用されるだけで、軽量プロジェクトには過剰です.

5.3 複合材料との比較

• スチールvs. 繊維強化ポリマー (FRP): FRPは腐食耐性ですが、持っています 55% S235JRよりも引張強度が低く、3倍のコストがかかります. FRPは屋外の装飾部品に適しています, 負荷をかけるフレームやシャフトではありません.
• スチールvs. 炭素繊維複合材料: 炭素繊維は軽量ですが、12倍の費用がかかり、脆い. ハイエンドのスポーツ用品に使用されています, 大量生産された機械部品や建物のフレームではありません.

5.4 他のエンジニアリング材料との比較

• スチールvs. 陶器: セラミックは硬いが脆い (衝撃の靭性 <10 j) そして、さらに5倍の費用がかかります. 彼らは曲がることができません - 括弧や小さな衝撃を吸収する必要がある小さなシャフトなどの部品には無関係です.
• スチールvs. プラスチック: プラスチックは安価ですが、S235JRよりも18倍低い強度があり、100°Cで溶けます. 非構造部品に使用されます (例えば。, アプライアンスケーシング), 負荷を負うコンポーネントではありません.