SK7構造鋼: プロパティ, アプリケーション, 製造ガイド

SK7構造鋼は、バランスのとれたブレンドで有名な高炭素合金鋼です 強さ, 硬度, そして 加工性 - 慎重に調整された構成によって形作られた特性 (炭素を含む, クロム, とバナジウム). 低炭素鋼とは異なり, SK7は、耐久性と精度が問題である中程度から高速の応力アプリケーションに優れています, 機械工学の最大の選択肢となっています, 自動車製造, 工事, および重産業. このガイドで, 重要なプロパティを分類します, 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ますか, 信頼性とパフォーマンスを要求するプロジェクトのためにそれを選択するのに役立ちます.

1. SK7構造鋼の主要な材料特性

SK7のパフォーマンスは、その最適化された組成と熱処理可能な性質に由来します, 機械的強度と実用的な作業性のバランス.

化学組成

SK7のフォーミュラは、使いやすさを維持しながら、強さと硬度を優先します, 重要な要素の典型的な範囲があります:

• 炭素 (c): 0.60-0.70% (硬度と引張強度を駆動します, 耐摩耗性のために硬い炭化物を形成します)
• マンガン (Mn): 0.50-0.80% (過度のbrittle性なしに、硬化性と引張強度を向上させます)
• シリコン (そして): 0.15-0.35% (製造中の酸化を補助し、機械的特性を安定させます)
• 硫黄 (s): ≤0.03％ (タフネスを維持し、形成または溶接中の亀裂を避けるための超低)
• リン (p): ≤0.03％ (冷たい脆性を防ぐために厳密に制御されます, 低温アプリケーションにとって重要です)
• クロム (cr): 0.10-0.30% (トレース加算は腐食抵抗と硬化性を高めます)
• バナジウム (v): 0.05-0.15% (粒サイズを洗練します, 衝撃の靭性と疲労抵抗を改善します)
• モリブデン (MO): 0.05-0.15% (オプション, 自動車または産業コンポーネントの高温強度を高めます)

物理的特性

機械的特性

標準的な熱処理後 (クエンチングと焼き戻し), SK7は、中ストレスアプリケーションに信頼できるパフォーマンスを提供します:

• 抗張力: 〜900-1100 MPa (30-50% 低炭素鋼よりも高い, シャフトのような負荷をかける部品に最適です)
• 降伏強度: 〜650-800 MPa (部品が重い負荷の下で永久変形に抵抗することを保証します)
• 硬度:
• ロックウェルc (HRC): 50-55 (熱処理後)
• ブリネル (HB): 200-250 (アニール状態, 簡単に機械加工するため)
• 延性:
• 伸長: 〜12-18％ (で 50 mm - 割れずに複雑な形を形成するのは不可能です)
• 面積の削減: 〜35-45％ (形成中の良好な靭性を示します)
• 衝撃の靭性 (シャルピーv-notch, 20°C): 〜30-45 d/cm² (非排出寒冷環境には十分です)
• 疲労抵抗: 〜400-500 MPa (10℃で - ギアやサスペンションコンポーネントなどの動的部品のために批判)

その他のプロパティ

• 耐食性: 適度 (クロムの添加は、軽度の湿度から保護します; 屋外での使用のために塗装/亜鉛メッキが必要です)
• 溶接性: 公平 (割れを避けるために、200〜250°Cに予熱する必要があります; 高ストレス部品に推奨されるポストウェルド温度)
• 加工性: 良い (アニール状態, HB 200-250, カーバイドツールでうまく機能します; ツールの摩耗を防ぐために、硬化後に機械加工を避けてください)
• 形成性: 良い (薄いセクションで可能なコールドフォーミング; タフネスを保持するために厚い部分に推奨されるホットフォーム)
• 耐摩耗性: 良い (炭素とバナジウムの炭化物は摩耗に耐えます, ベアリングやギアなどの部品の寿命を延ばします)

2. SK7構造鋼の実際のアプリケーション

SK7の汎用性により、強さがある産業に最適です, 精度, 耐久性は交渉できません. ここに最も一般的な用途があります:

機械工学

• シャフト: 産業モーターシャフトはSK7を使用します - 抗張力 (900-1100 MPA) 回転荷重を処理します, そして 疲労抵抗 繰り返しのストレスを防ぎます (例えば。, 10,000+ 営業時間).
• ギア: 中程度のギアボックス (コンベアシステム用) SK7を使用します - 硬度 (50-55 HRC) 歯の摩耗に抵抗します, そして 延性 精密ギアの形成を可能にします.
• ベアリング: 小規模な産業用ベアリングレースはSK7を使用します - 耐摩耗性 ベアリングの寿命を延ばします 20% vs. 低炭素鋼.
• 機械部品: 油圧シリンダーロッドはSK7を使用します - 形成性 滑らかな表面仕上げを有効にします, そして 耐食性 (メッキ付き) 油圧液から保護します.

ケースの例: 機械メーカーは、コンベアギアシャフトに低炭素鋼を使用していましたが、頻繁に疲労障害に直面しました (後 5,000 時間). SK7に切り替えて、シャフトの寿命を拡張します 12,000 時間 (140% 長い) - 交換コストを削減します $18,000 毎年.

自動車産業

• エンジンコンポーネント: タイミングギアとバルブスプリングはSK7を使用します - 高温強度 (モリブデンによる助けられた) 100°C+エンジンの熱に耐えます, そして 疲労抵抗 早期障害を回避します.
• トランスミッションパーツ: マニュアルトランスミッションシンクロナイザーリングはSK7を使用します - 硬度 滑らかなギアシフトを保証します, そして 耐摩耗性 メンテナンスを削減します.
• 車軸: ライトトラックリアアクスルはSK7を使用します - 降伏強度 (650-800 MPA) ハンドル 2-3 トンロード, そして 延性 大まかな地形の使用中に曲げを防ぎます.
• サスペンションコンポーネント: ショックアブソーバーロッドはSK7を使用します - タフネス 道路振動に抵抗します, そして 加工性 正確なスレッド切断を可能にします.

工事

• 構造ビーム: 小さな産業ビルディーはSK7を使用しています - 強さ サポート 5-10 トンオーバーヘッド負荷, そして 形成性 美的構造の湾曲したデザインを有効にします.
• 列: 倉庫サポートコラムはSK7を使用します - 抗張力 垂直荷重に抵抗します, そして 溶接性 (予熱して) オンサイトアセンブリを簡素化します.
• トラス: 工場用の屋根のトラスはSK7を使用します - 軽量 (vs. 高強度鋼) 全体の建物の重量を減らします, そして 耐久性 風の負荷に耐えます.
• 橋: 歩行者の橋または小さな道路橋はSK7を使用しています - 耐食性 (絵画で) 雨から保護します, そして タフネス 歩行者/車両の衝撃に耐えます.

その他のアプリケーション

• 造船: 小さな船のデッキブラケットはSK7を使用します - 耐食性 (亜鉛メッキで) 塩水スプレーに抵抗します, そして 強さ デッキ機器をサポートします.
• 鉄道車両: トレーニングボギーコンポーネントはSK7を使用します - 疲労抵抗 ハンドル 100,000+ 旅行のkm, そして 耐摩耗性 ボギーのメンテナンスを削減します.
• 重機: 掘削機バケットピンはSK7を使用します - 耐摩耗性 汚れや岩の擦り傷に耐えます, PINの寿命を1.5倍と延長します. 低合金鋼.
• 発電機器: 小タービンシャフトはSK7を使用します - 高温強度 200°Cのタービン熱に耐えます, そして 精度 滑らかな回転を保証します.

3. SK7構造鋼の製造技術

SK7の生産には、その強さと作業性のバランスをとるために精度が必要です。. 詳細なプロセスは次のとおりです:

1. スチール製造

• 電気弧炉 (EAF): 主要な方法 - 鉄鋼のscrap, 炭素, マンガン, および微量合金 (クロム, バナジウム) 1600-1700°Cで溶けます. センサーは組成を監視して炭素を維持します (0.60-0.70%) とバナジウム (0.05-0.15%) 範囲内 - 強度と靭性のために批判的です.
• 基本的な酸素炉 (bof): 大規模な生産のために、モルテン鉄はスクラップスチールと混合されています; 酸素は炭素含有量を調整します. 酸化を避けるために、合金が爆発後に追加されます.
• 継続的なキャスト: 溶融鋼はスラブまたはビレットに投げ込まれます (100-300 厚さmm) さらなる処理のために、インゴットキャストよりも速くて一貫性があります.
• インゴットキャスティング: 小さなバッチに使用されます - スチールは型に注がれてインゴットを形成します, その後、ローリングのために再加熱しました.

2. ホットワーキング

• ホットローリング: スラブ/ビレットは1100〜1200°Cに加熱され、プレートに巻き込まれます, バー, またはコイル. ホットローリングは穀物サイズを洗練します (靭性を高める) SK7を標準形式に形作ります (例えば。, シャフト用の丸いバー, 梁用の平らなプレート).
• ホット鍛造: 加熱鋼 (1000-1100°C) 複雑な形状に押し込まれます (例えば。, ギアブランクまたは車軸コンポーネント) 油圧プレスの使用 - 材料密度と強度を改善します.
• 押し出し: 加熱された鋼はダイを通して押されて長く作成されます, 均一な形 (例えば。, トラスの構造プロファイル) - 大量の部品用のideal.
• ホットドローイング: スチールロッドは、直径を減らし、表面仕上げを改善するために、800〜900°Cのダイを通して引っ張られます。.
• アニーリング: 熱い作業後, 鋼は700〜750°Cに加熱されます 2-3 時間, その後、ゆっくりと冷却されました. 硬度を低下させます (HBへ 200-250) そしてストレスを和らげます, 機械加工の準備ができています.

3. コールドワーク

• コールドローリング: アニール鋼は、表面仕上げと寸法精度を向上させるために室温で巻き込まれます。 (例えば。, 自動車ブラケット) または精密バー.
• コールドドローイング: スチールロッドは、室温でダイを通して引っ張られ、小径部品を作成します (例えば。, ショックアブソーバーロッド) - 強度を強化します 10-15%.
• コールドフォーミング: 鋼は室温で形に押し込まれます (例えば。, ボルトヘッドまたはギアの歯) - 大量の部品に対して高速で費用対効果が高い.
• スタンピング: 薄いスチールシートが形状に押し込まれます (例えば。, 小さな構造括弧) - 軽量のideal, 精密コンポーネント.
• 精密機械加工: CNC Mills/ターニングセンターは、冷たい鋼鉄の鋼を最終部品にカットします (例えば。, 糸が付いたシャフトまたは歯のあるギア) - 効率のための炭化物ツールを使用します.

4. 熱処理

• クエンチングと焼き戻し: 鋼は820-860°Cに加熱されます (水で癒された) 強化する (HRC 58-62), その後、400〜500°Cで和らげて、脆性を低下させました (最終HRC 50-55) - 高ストレス部品の強度と靭性を最適化します.
• 正規化: 850-900°Cに加熱されます 1 時間, 空冷式 - 粒のサイズを再ファインし、内部応力を減らします, ビームなどの汎用部品に使用されます.
• アニーリング: ホットワーキングで述べたように、機械加工または形成のためのSoftensスチール.
• 表面硬化: 高周波誘導加熱は、部品表面を硬化させるために使用されます (例えば。, 歯の歯) HRCへ 55-60, コアを頑丈に保ちながら、ブーストは抵抗を摩耗させます.
• 浸炭: 鋼は炭素が豊富な大気で加熱されます (900-950°C) 表面に炭素を追加します, その後、クエンチング - 硬い表面と厳しいコアを必要とする部品のために使用 (例えば。, トランスミッションギア).

4. ケーススタディ: 自動車タイミングギアのSK7構造鋼

中型の自動車サプライヤーは、エンジンタイミングギアに低合金スチールを使用しましたが、2つの問題に直面しました: ギア歯の着用 80,000 KMおよび高加工コスト. SK7に切り替えると、インパクトのある結果が得られました:

• 耐久性: SK7 耐摩耗性 (炭素とバナジウムから) 拡張ギアライフに 150,000 km (87% 長い) - による保証請求の削減 $300,000 毎年.
• 加工効率: SK7 優れた機械性 (アニールされたHB 200-250) CNC加工時間を15％削減します $60,000 人件費の毎月.
• コスト削減: SK7にもかかわらず 12% より高い材料コスト, より長いギアの寿命とより速い生産により、サプライヤーが救われました $1.02 毎年百万.

5. SK7構造鋼Vs. その他の材料

SK7は他の鋼や構造材料と比較してどうですか? 以下の表は、重要な違いを強調しています:

アプリケーションの適合性

• 中間ストレスの機械部品: SK7は、低炭素鋼を上回ります (より高い強度) より安い 4140 合金鋼 - シャフト用のideal, ギア, またはベアリング.
• 自動車コンポーネント: SK7バランスは、ステンレス鋼よりも優れた抵抗と機械性の耐摩耗性 (低コスト) アルミニウムよりも強い - タイミングギアや車軸に適している.
• 工事: SK7は、低炭素鋼よりも強いです (小さな梁/列用) 高強度の鋼よりも手頃な価格 - 工業用建物や小さな橋のためのグッド.
• 重機: SK7の耐摩耗性と丈夫さはアルミニウムよりも良くなります (弱い) バケットピンやタービンシャフトなどの部品用.

SK7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, SK7は、中程度のストレス用途向けの費用対効果の高いソリューションとして際立っています. その バランスの取れた強さ, 加工性, そして 耐摩耗性 機械工学のクライアントに理想的にしてください, 自動車, および小規模な構造. GearsにSK7をお勧めします, シャフト, 精密成分 - それが低炭素鋼を上回る場所 (長寿命) アロイスチールよりも優れた価値を提供します (低コスト). 屋外での使用には表面処理が必要ですが, その汎用性は、信頼できるという目標と一致しています, 多様な産業向けの効率的な製造ソリューション.

よくある質問

1. SK7は屋外建設プロジェクトに適しています (例えば。, 小さな橋)?

はい - SK7は、適切な表面処理で屋外で使用するために機能します (絵画または亜鉛メッキ) ブーストする 耐食性. 極端な沿岸環境のため, 塩水損傷を防ぐために亜鉛コーティングとペア.

2. 大きな構造部品のためにSK7を溶接することができます (例えば。, ビームの建物)?

はい、SK7にはあります 公正な溶接性 ただし、200〜250°Cへの予熱と溶接後の焼き戻しが必要です (500-550°C) ひび割れを避けるため. 最良の結果を得るには、低水素電極を使用してください, 強度をテストします.

3. SK7はどのように比較されますか 4140 自動車部品用の合金鋼?

SK7はです 30% より安い 4140 そして、より良いです 加工性, 中程度のストレス部品に最適です (例えば。, タイミングギア). 4140 より高い強度と耐食性を提供します, ストレスの高い部品には選択してください (例えば。, エンジンクランクシャフト) コストがそれほど重要ではない場合.