S355J2H構造鋼: 高強度, 中空セクションの低テンプル靭性

強力なプロジェクトに取り組んでいる場合, 中空鋼のセクション - 管状柱のある建物の鋼フレームのようなもの, 軽量でありながら耐久性のある機械の製造がサポートされます, または寒い気候で橋の手すりを建設する - S355J2H構造鋼 完璧なフィットです. S355J2のバリアントとして (のために 10210-1 基準), シームレスまたは溶接中空のセクションに最適化されながら、例外的な低温靭性と高強度を保持します (h, 「中空」のために). しかし、その中空セクションの設計は、どのようにして使いやすさを高めます? そして、あなたはいつ固体S355J2または他の構造鋼よりもそれを選ぶべきですか? このガイドは、その特性を分解します, 用途, 効率的な構築を支援するための比較, 耐寒性プロジェクト.

1. S355J2H構造鋼の材料特性

S355J2Hの価値は、その「強さ」にあります + 低テンプルの靭性 + 中空形式の適合性」 - チューブや中空プロファイルに形作られた場合でもパフォーマンスを維持するように設計されています. その重要な特性を探りましょう.

1.1 化学組成

The 化学組成 バランス強度, 寒い気候のパフォーマンス, 中空セクションのフォーミン性 (enと整合しています 10210-1):

要素	コンテンツ範囲 (%)	重要な関数
炭素 (c)	≤ 0.24	中空の形に曲がるのに十分低い; 強度に十分な高さ
マンガン (Mn)	1.00 - 1.60	引張強度と延性を高めます (シームレスなチューブ押出に重要です)
シリコン (そして)	≤ 0.55	フォーマニティを低下させることなく、スチールマトリックスを強化します
硫黄 (s)	≤ 0.040	中空セクションの製造中の亀裂を避けるために最小化されます
リン (p)	≤ 0.035	寒い脆性を防ぐためにしっかりと制御されています (-40°Cまで動作します)
クロム (cr)	≤ 0.30	表面の硬度と腐食抵抗へのわずかな後押し
ニッケル (で)	0.30 - 0.60	低温靭性のキー; 凍結天候の脆性骨折を防ぎます
モリブデン (MO)	≤ 0.10	高温安定性を改善します (工業用ホローパイプ用)
バナジウム (v)	≤ 0.05	穀物構造を改良します; 中空セクションの降伏強度を高めます
他の合金要素	トレース (例えば。, 銅)	大気腐食抵抗へのマイナーアップグレード

1.2 物理的特性

これら 物理的特性 中空セクションの製造や寒い環境に最適なS355J2Hを理想的にします:

密度: 7.85 g/cm³ (ソリッドS355J2と同じ; 中空のデザインは、強さを失うことなく体重を減らします)
融点: 1430 - 1490°C (シームレスな中空セクションのホット押し出しを処理します)
熱伝導率: 44 - 48 w/(M・k) 20°Cで (中空の関節を溶接するための効率的な熱伝達)
比熱容量: 460 J/(kg・k)
熱膨張係数: 12.8 ×10⁻⁶/°C (20 - 100°C; 中空のチューブを形成するときの最小限の反り)

1.3 機械的特性

S355J2Hは、中空セクションの性能に最適化されながらS355J2の強度を保持します (16mm以下の壁の厚さの値):

財産	値範囲
抗張力	470 - 630 MPA
降伏強度	≥ 355 MPA
伸長	≥ 22%
面積の削減	≥ 45%
硬度
– ブリネル (HB)	130 - 180
– ロックウェル (bスケール)	65 - 85 HRB
衝撃の靭性	≥ 34 j -40°Cで
疲労強度	〜210 MPa (10⁷サイクル)
耐摩耗性	良い (1.2X S275JRよりも優れています; 交通量の多い地域の中空サポートチューブに適しています)

1.4 その他のプロパティ

耐食性: 良い (湿度/寒い状態でうまく機能します; 亜鉛メッキは、手すりなどの屋外の中空構造の寿命を延ばします)
溶接性: 素晴らしい (アーク溶接で中空のセクションに簡単に参加できます; 20mm以下の壁には予熱する必要はありません)
加工性: 良い (中空のセクションは、炭化物ツールできれいにカットします; カスタムレングスチューブに最適です)
磁気特性: 強磁性 (非破壊検査で動作して、中空セクション溶接を確認します)
延性: 高い (中空のプロファイルを形成するときにひび割れずに曲がります - 湾曲した手すりや管状フレームのために批判的)

2. S355J2H構造鋼のアプリケーション

S355J2Hの中空セクションのデザインと寒い天候のパフォーマンスにより、強さを必要とするプロジェクトに最適です そして 体重の節約. 実際の例を備えた重要な用途は次のとおりです:

2.1 工事

構造の構造: 5〜8階建てのオフィスビルの管状柱. ドイツの建設会社がベルリンのオフィスタワーにS355J2H中空の柱を使用していました。 30% ソリッドスチールよりも少ない, 設置コストを15,000ユーロ削減します, -25°Cの冬に耐えています 12 年.
橋: スカンジナビアの高速道路橋の中空の手すり. S355J2H手すりを使用したスウェーデンの輸送機関 - 彼らは-30°Cの氷と塩に抵抗しました, 続いた 18 年, そしてそうだった 25% ソリッドスチール製の手すりよりも軽い.
工業用建物: 工場メザニンの中空サポートフレーム. ポーランドの製造工場は、S355J2Hフレームを使用しました 5 kn/m²の負荷 (重機) タイトなスペースに簡単にインストールできました.

2.2 自動車

車両フレーム: 電気バス用の管状サブフレーム. オランダのバスメーカーはS355J2Hサブフレームを使用しました - バスの重量を減らしました 10% (バッテリーの範囲の向上) そして耐えられた-20°Cの冬, 脆い亀裂はありません.
サスペンションコンポーネント: 大型トラック用の中空の揺れバー. フィンランドのサプライヤーがS355J2Hスウェイバーを使用していました 15% ソリッドバーよりも軽く、続きました 200,000 氷の状態でkm.

2.3 機械工学

機械部品: 工業ミキサー用の中空シャフト. S355J2H中空シャフトを使用したチェコの機械ブランド - ミキサーの重量が減少しました 20% そして処理されました 500 n・mトルク, 曲げはありません.
ベアリング: コンベアシステム用の中空ベアリングハウジング. ハンガリーの工場でS355J2Hハウジングを使用していました - 彼らは管状フレームに簡単に取り付けられ、持続しました 7 ほこりっぽい状況での年.

2.4 その他のアプリケーション

マイニング機器: 北極鉱山用の中空ドリルロッド. ノルウェーの鉱業会社がS355J2Hロッドを使用しました - 彼らは-35°Cの温度に耐え、 10,000 掘削サイクル, 50% ソリッドロッドよりも長い.
農業機械: 寒冷気候トラクター用の中空フレームチューブ. S355J2Hチューブを使用したカナダの農機具ブランド - トラクターの重量を減らしました 8% -25°Cの霜に抵抗しました, 亀裂はありません.
配管システム: 産業用水輸送用の中圧力中空パイプ. ブルガリアの植物は、S355J2Hパイプを使用しました 3 MPA圧力と続きました 15 年, 漏れはありません.

3. S355J2H構造鋼の製造技術

S355J2Hの製造業は、強度と靭性を維持しながら、高品質の中空セクションの作成に焦点を当てています:

3.1 一次生産

電気弧炉 (EAF): ニッケルでスクラップスチールを溶かします (0.30–0.60％) 低テンプルの靭性の場合 - 小さなバッチホローセクションの場合.
基本的な酸素炉 (bof): 豚の鉄を鋼鉄に変換します, 次に、マンガン/バナジウムを追加します。大量の中空チューブ生産用に使用します.
継続的なキャスト: 溶融鋼をビレットに投げ込みます (180–250mm厚) - 一貫した中空セクションパフォーマンスのための均一な合金分布を保存します.

3.2 二次処理 (中空セクションのフォーカス)

シームレスチューブ押出: 1200°Cまでビレットを加熱します, マンドレルを押してください (穴を作る) チューブに転がります - 高強度のシームレスな中空セクションを生み出します.
溶接チューブ製造: チューブにコールドロールスチールシート, 次に、高周波誘導を伴う溶接継ぎ目 - 大径の中空セクションの速度.
熱処理:

正規化: 880〜920°Cに加熱します, エアクール - 寒い気候のための中空のセクションにタフネスを改善します.
アニーリング: 750〜800°Cに加熱します, スロークール - 湾曲した形に中空のチューブを曲げるための鋼鉄.

表面処理:

亜鉛メッキ: 溶融亜鉛の中空セクションをディップします (80–150μmコーティング) - 屋外の手すり/パイプ用に使用.
絵画: エポキシ塗料を塗る - ほこりや湿気から屋内中空フレームを保護する.

3.3 品質管理

化学分析: ニッケルの内容を確認してください (-40°Cの靭性では0.30％以上) と硫黄 (縫い目亀裂を避けるために≤0.040％).
機械的テスト: 降伏強度と-40°Cに衝撃の靭性をテストする中空セクション; 伸長が形成のニーズを満たしていることを確認します.
非破壊検査 (NDT):
超音波検査: シームレスなチューブの内部欠陥を検出します.
X線撮影テスト: 溶接中空のセクションで溶接を確認します.
寸法検査: 中空の壁の厚さを測定します (±0.1mm) および直径 (±0.2mm) - 継手との互換性.

4. ケーススタディ: S355J2Hアクション

4.1 工事: ドイツのベルリンオフィスタワーコラム

ドイツの会社がS355J2Hシームレスホロウコラムを使用しました (150mm直径, 10mm壁) 6階建てのオフィスタワー用. ソリッドS355J2カラムは、それぞれ500kgの重量があります, しかし、S355J2Hの列の重量は350kgで、クレーンコストを15,000ユーロ削減しました. 列は-25°Cの冬に耐えました 12 年, 構造的な問題はありません.

4.2 自動車: オランダの電気バスサブフレーム

S355J2H溶接中空サブフレームに切り替えたオランダのバスメーカー. ソリッドサブフレームの重量は80kgでした; S355J2Hの重量は72kgで、バッテリーの範囲を強化しました 5%. サブフレームは続きました 200,000 -20°Cの冬のkm, 脆性障害はありません. メーカーはバスあたり30ユーロを節約しました (500 バス/年), 年間合計15,000ユーロ.

4.3 マイニング: ノルウェーの北極ドリルロッド

ノルウェーの鉱山は、S355J2Hシームレスホロードリルロッドを使用しました (80mm直径, 8mm壁). ソリッドロッドが続きました 6,000 サイクル; S355J2Hが続きました 10,000 サイクル - ダウンタイムを減らす 40%. ロッドは-35°Cの温度に耐えました, 亀裂はありません. 鉱山は、交換費用で年間20,000ユーロを節約しました.

5. 比較分析: S355J2H対. その他の材料

S355J2Hは、中空セクションのためにどのようにスタックしますか, 寒冷気候プロジェクト?

5.1 他の鋼との比較

特徴	S355J2H中空鋼	S355J2ソリッドスチール	S275Jr中空鋼	304 ステンレススチールホロー
降伏強度	≥ 355 MPA	≥ 355 MPA	≥ 275 MPA	≥ 205 MPA
衝撃の靭性 (-40°C)	≥ 34 j	≥ 34 j	≤ 15 j	≥ 80 j
重さ (vs. 固体)	30–50％軽量	n/a	30–50％軽量	30–50％軽量
料金 (トーンごと)	\(950 - \)1,050	\(900 - \)1,000	\(750 - \)850	\(4,200 - \)4,700
に最適です	寒冷気道の中空構造	寒冷気候ソリッドパーツ	軽度の気候の中空構造	腐食が発生しやすい中空の部分

5.2 非鉄金属との比較

スチールvs. アルミニウム: S355J2Hは、アルミホローセクションよりも2.5倍高い降伏強度を持っています (6061-T6: 〜138 MPa) コスト 60% 少ない. アルミニウムは-40°Cで脆くなります。これは、北極の中空ロッドに適していません.
スチールvs. 銅: S355J2Hは、銅の中空チューブよりも4.3倍強いです 85% 安く. 銅は、負荷をかける中空の柱には柔らかすぎます.

6. S355J2H構造鋼に関するYiguテクノロジーの見解

Yiguテクノロジーで, 北欧の橋の手すりなど、中空のセクションを必要とする寒冷気候プロジェクトには、S355J2Hをお勧めします, ドイツのオフィスタワー, または北極マイニングロッド. その 中空のデザインは重量を削減します, 一方、-40°Cの靭性は耐久性を保証します - 重量感受性ビルドのソリッドS355J2よりも優れた値. S355J2Hをシームレス/溶接中空のセクションで提供します (50–300mm直径) 亜鉛メッキ/塗装オプション付き. 強さのバランスをとるクライアントの場合, 重さ, そして寒いパフォーマンス, S355J2Hが最大の選択です.