金属の機械的特性表：せん断強さ、引張強さ、降伏強さ

読者の皆様のご要望にお応えするため、鉄および非鉄金属の機械的性質の表を作成しました。

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鉄系金属の機械的特性表

(1) 金属のせん断強さ、引張強さ、伸び、降伏強さ、弾性率のチャート

(2) スチール 加熱時の鋼のせん断強度

注：材料のせん断強度を決定する場合、スタンピング温度を考慮することが重要であり、通常、加熱温度より150～200℃低い。

非鉄金属の機械的特性表

3.各種金属のせん断強度

(1) 鉄金属のせん断強さ

様々な金属の剪断強度の情報です：

1. 電気工事用工業用純鉄（DT1、DT2、DT3）:せん断強度 - 180 MPa (アニール処理)
2. 電気珪素鋼 (D11, D12, D21, D31, D32, D370, D310, S41~48):せん断強度 - 190 MPa (アニール処理)
3. 普通炭素鋼（Q195）:せん断強さ- 260~320 MPa (非アニール)
4. 普通炭素鋼 (Q215):せん断強度 - 270~340 MPa
5. 普通炭素鋼（Q235）:せん断強度 - 310~380 MPa
6. 普通炭素鋼（Q255）:せん断強度 - 340~420 MPa
7. 普通炭素鋼（Q275）:せん断強度 - 400~500 MPa
8. 炭素工具鋼 (08F):せん断強さ - 220~310 MPa (アニール)
9. 炭素工具鋼（10F）:せん断強さ - 260~360 MPa
10. 炭素工具鋼（15F）:せん断強度 - 220~340 MPa
11. 炭素工具鋼 (08):せん断強さ - 260~340 MPa
12. 炭素工具鋼 (10):せん断強度 - 250~370 MPa
13. 炭素工具鋼 (15):せん断強度 - 270~380 MPa
14. 炭素工具鋼 (20):せん断強度 - 280~400 MPa
15. 炭素工具鋼 (25):せん断強度 - 320~440 MPa
16. 炭素工具鋼 (30):せん断強度 - 360~480 MPa
17. 炭素工具鋼 (35):せん断強度 - 400~520 MPa
18. 炭素工具鋼 (40):せん断強度 - 420~540 MPa
19. 炭素工具鋼 (45):せん断強度 - 440~560 MPa
20. 炭素工具鋼 (50):せん断強さ - 440~580 MPa (正規化)
21. 炭素工具鋼 (55):せん断強度 - 550 MPa (≥670)
22. 炭素工具鋼 (60):せん断強度 - 600 MPa (≥730)
23. 炭素工具鋼 (70):せん断強さ - 600 MPa (≥760)
24. 炭素工具鋼 (T7~T12, T7A~T12A):せん断強度 - 600 MPa (アニール), 600~950 MPa (冷間硬化)
25. 高品質炭素鋼（10Mn）:せん断強度 - 320~460 MPa (アニール)
26. 高品質炭素鋼（65Mn）:せん断強度 - 600 MPa
27. 合金構造用鋼 (25CrMnSiA, 25CrMnSi):せん断強度 - 400~560 MPa (低温焼鈍)
28. 合金構造用鋼 (30CrMnSiA, 30CrMnSi):せん断強度 - 440~600 MPa
29. 高級バネ鋼 (60Si2Mn, 60Si2MnA, 65SiWAl):せん断強度 - 720 MPa (低温アニール), 640~960 MPa (冷間硬化)
30. ステンレス鋼（1Cr13）:せん断強度 - 320~380 MPa (アニール)
31. ステンレス鋼（2Cr13）:せん断強度 - 320~400 MPa
32. ステンレス鋼（3Cr13）:せん断強度 - 400~480 MPa
33. ステンレス鋼（4Cr13）:せん断強度 - 400~480 MPa
34. ステンレス鋼（1Cr18Ni19、2Cr18Ni19）:せん断強度 - 460～520 MPa (熱処理), 800～880 MPa (圧延、冷間硬化)
35. ステンレス鋼（1Cr18Ni9Ti）:せん断強度 - 430～550 MPa（熱処理軟化）

(2) 非鉄金属のせん断強度

に記載されている非鉄金属のせん断強度の情報を続ける。金属の機械的特性 MachineMfg.comの「チャート」：

36. アルミニウム（1070A、1050A、1200）:
    • アニール処理せん断強度 - 80 MPa
    • 冷間硬化せん断強度 - 100 MPa
37. アルミニウムマンガン合金 (3A21):
    • アニールせん断強度 - 70~100 MPa
    • 半冷間硬化せん断強度 - 100~140 MPa
38. アルミニウム-マグネシウム-銅合金 (SA02):
    • アニールせん断強度 - 130~160 MPa
    • 半冷間硬化せん断強度 - 160~200 MPa
39. 高強度アルミニウム-マグネシウム-銅合金 (7A04):
    • アニール処理せん断強度 - 170 MPa
    • 硬化および人工時効：せん断強さ - 350 MPa
40. マグネシウム-マンガン合金 (MB1, MB8):
    • アニールせん断強度 - 120~140 MPa
    • 冷間硬化せん断強度 - 190~200 MPa
41. 硬質アルミニウム（2Al12）:
    • アニールせん断強度 - 105~150 MPa
    • 自然老化で硬化：せん断強度 - 280~310 MPa
    • 焼入れ後、冷間硬化：せん断強さ - 280~320 MPa
42. 純銅（T1、T2、T3）:
    • ソフト：せん断強度160MPa
    • 硬度：せん断強度240 MPa
43. ブラス（H62）:
    • ソフト：せん断強度 260 MPa
    • セミハード：せん断強さ - 300 MPa
    • 硬質：せん断強度 - 420 MPa
44. ブラス（H68）:
    • ソフト：せん断強度240MPa
    • セミハード：せん断強さ280MPa
    • 硬質：せん断強さ 400 MPa
45. 鉛ブラス（HPb59-1）:
    • ソフト：せん断強さ300MPa
    • 硬質：せん断強さ 400 MPa
46. マンガン黄銅 (HMn58-2):
    • ソフト：せん断強度 - 340 MPa
    • セミハード：せん断強度400MPa
    • 硬質：せん断強度 - 520 MPa
47. 錫りん青銅（QSn4-4-2.5、QSn4-3）:
    • ソフト：せん断強度 260 MPa
    • ハード：せん断強さ480MPa
    • エクストラハード：せん断強度 - 500 MPa
48. アルミニウム・ブロンズ（QAl17）:
    • アニール処理せん断強度 - 520 MPa
    • アニールなしせん断強度 - 560 MPa
49. アルミニウムマンガン青銅（QAl9-2）:
    • ソフト：せん断強度360MPa
    • ハード：せん断強さ480MPa
50. シリコン-マンガン青銅（QBi3-1）:
    • ソフト：せん断強度280～300MPa
    • ハード：せん断強度480～520MPa
    • 超硬：せん断強度 - 560~600 MPa
51. ベリリウム青銅（QBe2）:
    • ソフト：せん断強度240～480MPa
    • 硬質：せん断強度 - 520 MPa
52. キュプロ・ニッケル（B19）:
    • ソフト：せん断強度240MPa
    • 硬質：せん断強さ 360 MPa
53. 洋白（BZn15-20）:
    • ソフト：せん断強さ280MPa
    • 硬質：せん断強さ 400 MPa
    • 超硬：せん断強度 - 520 MPa
54. ジャーマンシルバー（BZn15-20）:
    • ソフト：せん断強さ300MPa
    • ハード：せん断強さ480MPa
    • 超硬：せん断強度 - 560 MPa
55. 亜鉛（Zn-3～Zn-6）:
    • せん断強度 - 120~200 MPa
56. 鉛（Pb-3～Pb-6）:
    • せん断強度 - 20~30 MPa
57. 錫（Sn1～Sn4）:
    • せん断強度 - 30~40 MPa
58. チタン合金（TA2）:
    • アニールせん断強度 - 360~480 MPa
59. チタン合金（TA3）:
    • せん断強度 - 440~600 MPa
60. チタン合金（TA5）:
    • せん断強度 - 640~680 MPa
61. マグネシウム合金 (MB1, MB8 in Cold State):
    • MB1：せん断強度 - 120~140 MPa
    • MB8: せん断強度 - 150~180 MPa
62. マグネシウム合金 (MB1, MB8 300℃予熱):
    • MB1：せん断強度 - 30~50 MPa
    • MB8: せん断強度 - 50~70 MPa
63. シルバー:
    • せん断強度 - 180 MPa
64. 可溶合金（Ni29Co18）:
    • せん断強度 - 400~500 MPa
65. 銅 コンスタンタン（BMn40-1.5）:
    • ソフト：せん断強度400～600MPa
    • 硬度：せん断強度 650 MPa
66. タングステン:
    • アニール処理せん断強度 - 720 MPa
    • アニールなしせん断強度 - 1491 MPa
67. モリブデン:
    • アニールせん断強度 - 20~30 MPa
    • 非アニール：せん断強度 - 32~34 MPa

この包括的なリストは広範囲の金属をカバーしており、せん断強度が重要な要素となる用途に不可欠な情報を提供しています。この情報は、エンジニアや設計者がせん断強度の要件に基づいて様々な用途に適切な材料を選択する上で極めて重要です。

鋼材のせん断強度試験の国際規格は？

鋼材のせん断強度試験に関する国際規格には、ASTMシリーズとISOシリーズがあります。米国では、ASTMB831、D732、D4255、D5379、D7078を含む複数のASTM規格がせん断強度の測定に使用されています。国際的には、ISOせん断強度試験規格としてISO3597、12579、14130があります。さらに、鋼材に特化したISO 10123規格もあります。

したがって、鋼材のせん断強さ試験に関する主要な国際規格は、ASTMおよびISOシリーズに含まれる関連規格である。

実用上の鋼種（45#鋼、Q235鋼など）の違いによるせん断強度の違いとその原因は？

実用上の45#鋼とQ235鋼のせん断強度の違いとその原因は、主に化学組成、機械的性質、適用場面に反映される。

まず化学成分ですが、Q235鋼は低炭素鋼で炭素含有量は約0.2%、45#鋼は中炭素鋼で炭素含有量は約0.45%です。この化学組成の違いが、2種類の鋼の性能の違いにつながっている。

次に、機械的性質について、Q235鋼の降伏強度が約235MPaであるのに対し、45#鋼の降伏強度は高く、355MPaに達する。これは、45#鋼の方が軽微な塑性変形に対する抵抗力が強く、強度と硬度が高いことを示している。さらに、Q235鋼の許容せん断応力は98MPaであるのに対し、Q235材のせん断強度の範囲は141から188MPaであり、Q235鋼のせん断性能が比較的弱いことをさらに示している。

最後に、45#鋼は焼入れによる熱処理後に強度と硬度を向上させることができるため、機械部品の製造のような高い耐荷重性と良好な耐摩耗性を必要とする場面により適している。対照的に、Q235鋼は塑性が高く、強度が低いため、形材や板材などの延伸、圧延加工に適しています。