1.5mmステンレス鋼板の実際の厚さを知る
1.5mmのステンレス鋼板を買ったのに、実際はもっと薄かったという経験はないだろうか。このよくある問題は、規格で定められた許容厚み偏差に起因している。この記事では、...
適切な鋼材がどのようにして極端な温度に耐えられるのか、不思議に思ったことはありませんか？この記事では、鋼種とその使用限界の魅力的な世界を探ります。圧力部品から耐熱部品まで、その耐久性の秘密を探り、ニーズに最適な材料を選ぶ方法を学びましょう。
様々な産業で汎用的に広く使用されている材料である鋼材は、温度範囲によって異なる特性や挙動を示します。このような温度依存特性を理解することは、エンジニア、製造業者、設計者にとって、多様な用途におけるスチールの性能を最適化するために極めて重要です。この包括的なガイドでは、スチールの特性に影響を与える主要な温度範囲を調査し、最適な使用のためにこの知識を活用する方法についての洞察を提供します。
1.室温（20℃～100）
室温では、スチールは材料データシートに記載されている標準的な機械的特性を示します。この範囲は、鋼の強度、延性、靭性がバランスよく保たれており、ほとんどの日常用途に理想的です。しかし、この範囲内であっても、わずかな温度変動が高精度用途の精度に影響を及ぼす可能性があることに注意することが重要です。
主な考慮事項
2.低温度範囲 (-50℃～20℃)
室温より温度が下がると、鋼材は一般的に強度が増しますが、延性は低下します。低温脆化として知られるこの現象は、低温環境における鋼の性能に大きな影響を与えます。
主な考慮事項
ベストプラクティス：
3.中程度の熱範囲 (100°C～450°C)
この範囲になると、鋼の機械的性質に顕著な変化が現れ始める。当初はひずみ時効により強度がわずかに増加することがありますが、長期間の暴露により焼戻し効果が生じ、降伏強度が徐々に低下します。
主な考慮事項
ベストプラクティス：
4.高温度範囲 (450°C～900°C)
このような高温では、鋼材は微細構造が大きく変化し、機械的特性が大きく変化します。この温度域は熱処理工程では重要ですが、使用条件下では鋼の強度に悪影響を及ぼします。
主な考慮事項
ベストプラクティス：
5.極熱範囲（900℃以上）
900℃を超える温度は、製鋼、熱処理、溶接工程で一般的に遭遇する。このような極端な温度では、鋼は非常に可鍛性となり、著しい組織変化を起こす。
主な考慮事項
ベストプラクティス：
| 鋼種 | スチール規格 | 圧力部品および主要耐荷重部品の使用温度範囲 (℃) | 酸化防止剤の上限温度 | ||
| プレート | パイプ | 鍛造 | |||
| A3F | GB3274 (GB700） | – | – | （1） | 530 |
| A3 | GB3274 (GB700) | – | – | （2） | 530 |
| 20R | GB6654 | – | – | ≤475 | – |
| 20g | GB713 | – | – | ≤475 | – |
| 10 | GB711 (GB699) | GB8163 GB9948 GB3087 GB6479 | – | ≤475 | 530 |
| 20 | GB711 (GB699) | GB8163 GB9948 GB3087 GB6479 GB5310 | JB755 この規格の付録 A | ≤475 | 530 |
| 25 | – | – | JB755 この規格の付録 A | ≤475 | 530 |
| 35 | – | – | JB755 この規格の付録 A | ≤475 | 530 |
| 45 | – | – | JB755 | 475 | 530 |
| 16MnRC，15MnVRC | GB6655 | – | 400 | ||
| 16Mn | GB3274 (GB1591) | – | （3） | – | |
| GB6479 GB8163 | JB755 この規格の付録 A | ≤475 | – | ||
| 16MnR | GB6654 | JB755 | ≤475 | – | |
| 15MnVR | GB6654 | GB6479 | ≤400 | – | |
| 15MnVNR | GB6654 | – | – | ≤400 | – |
| 18MNMoNbR | GB6654 | – | – | 0-450 (ノーマライジング+テンパー); 450 焼き入れと焼き戻し | – |
| 20MnMo | – | – | JB755 この規格の付録 A | ≤500 | – |
| 20MnMoNb | – | – | JB755 この規格の付録 A | ≤450 | – |
| 15MnMoV | – | – | JB755 この規格の付録 A | ≤520 | – |
| 32MnMoVB | – | – | JB755 この規格の付録 A | 0~350 | – |
| 35CrMo | – | – | JB755 この規格の付録 A | ≤540 | – |
| 16Mo | （4） | （4） | ≤520（5） | – | |
| 12CrMo | （4） | GB9948 GB5310 GB6479 | ≤540 | – | |
| 15CrMo | （4） | GB9948 GB5310 GB6479 | JB755 この規格の付録 A | ≤560 | – |
| 12Cr1MoV | – | GB5310 | JB755 この規格の付録 A | ≤580 | – |
| 12Cr2モ1 | （4） | GB9948 GB5310 GB6479 | JB755 この規格の付録 A | ≤580 | 600 |
| 1Cr5モ | GB1221（4） | GB9948 GB6479 | JB755 この規格の付録 A | ≤600 | 650 |
| 10MoWVNb | GB6479 | ≤580 | 600 | ||
| 0Cr13 | GB4237（4） | GB2270 | JB755 この規格の付録 A | 0~400 | 750 |
| 00Cr19ニー11 00Cr17ニー14モ2 00Cr17ニー13モ3 | GB4237 | GB2270 | JB755 この規格の付録 A | ≤425（3） | – |
| 0Cr19ニー9 1Cr18ニー9ティ 0Cr18ニー11ティ 0Cr18ニー12モ2ティ 0Cr18ニー12モ3ティ | GB4237 | GB2270 GB5310 | JB755 この規格の付録AおよびB | ≤700 | 850 |
| 0CR23ニー13 | GB2270 | ≤900 | 1100 | ||
| インコロイ800 | （4） | （4） | ≤850 | 1000 | |
| 1Cr25ニー20 | – | – | 本規格の付録B | ≤900 | 1200 |
注：
1.A3Fの使用制限 鋼板 は以下の通りである：
(1) 極めて危険、高度に危険、または爆発性のある媒体を含む加圧部品に使用してはならない；
(2）使用温度は0~250℃である；
(3）設計圧力≤0.6MPa；
(4) 容器の容積≦10m3；
(5) 主要加圧部品（シェル、成形ヘッド）については、板厚≦12mm；フランジ、フランジカバー等については、板厚≦16mm。
2.A3鋼板の使用制限は以下の通りである：
(1) 極めて危険な、高度に危険な、または液化石油ガスを媒体とする加圧部品に使用してはならない；
(2) 容器の容積≦10m3；
(3）主要な加圧された部品（貝、形作られた頭部）のために: 使用法の温度 0~350℃; 設計圧力≤1.0MPa; 版厚さ≤16mm；
(4) フランジ、フランジカバー、チューブシートおよび類似の加圧部品：使用温度 >-20~350℃； 設計圧力 ≤4.0MPa； P×Di≤2000 (Dは公称直径(mm)、Pは設計圧力(MPa)。
使用温度が0℃未満（但し20℃以上）で、板厚が30mm以上の場合、鋼板の室温衝撃靭性（縦V型シャルピー試験片、1グループ3本の平均値）は27Jを下回ってはならない。
3.16Mn鋼板の使用制限は以下の通りである：
(1)追加の検査や室温衝撃靭性要件の保証のない鋼板は、圧力容器の主加圧部材に使用してはならない；
(2) フランジ、フランジカバー、チューブシートおよび同様の加圧部品に使用する場合は、A3鋼の使用制限と同じ；
(3) 検査または再検査後、室温衝撃靭性が27J以上（縦、V型シャルピー試験片、1グループ3個の平均値）保証される場合、圧力容器の主要加圧部品として使用することができ、使用制限は次のとおりである：a.設計温度0〜350℃、b.設計圧力≤2.5MPa、c.板厚≤30mm。
4.現在、16Moとインコロイ800の鋼板・鋼管規格はなく、12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo1、1Cr5Moの鋼板規格もない。設計は対応する外国鋼規格を参照することができる。
5.16Moの長期使用温度が475℃を超える場合は、黒鉛化傾向の影響を考慮する必要がある。従って、累積使用期間が4年を超える加圧部品は、黒鉛化の有無を確認する必要がある。
6.超低炭素オーステナイト系ステンレス鋼の長期使用温度が425℃を超えると、粒界に炭化クロムが析出し、耐粒界腐食性が損なわれる。
7. フェライト系ステンレス鋼 公称クロム含有量が13%以上の鋼板（複合鋼板を除く）は、設計圧力が0.25MPa以上、肉厚が6mmを超える圧力容器の主要加圧部材として使用してはならない。
8.表中の最低温度は、本規格の適用下限温度値（-20℃以上）である。
9.表中の「最高酸化温度」は、応力の低い非応力部品にのみ適用される。
出典中華人民共和国化学工業部鋼製化学容器材料選定設計規範（HGJ15-89）。
| 鋼種 | 断続的な使用 ℃ | 連続使用 ℃ | 目的 |
| 0Cr25Ni20 （310S） | 1150 | 加熱炉の製造に使用される各種部品。 | |
| 1Cr25Ni20Si2 （314） | 925 | 980 | 高温炉管、放射管、加熱炉ローラー、アンモニア合成装置の燃焼室部品など、加熱炉の各種部品の製造に使用される。 |
| 1Cr20Ni14Si2 | 980 | 1095 | ボイラーハンガーや加熱炉部品の製造に使用される。 |
| 0Cr23Ni13（309S） | 1035 | 1150 | 850～1050℃の範囲内で機能する様々な耐熱部品を生産する、 アニール 炉蓋、熱分解管など |
| 253MA （S30815） | 1035 | 1150 | 超臨界圧発電ボイラー循環硫黄層用サイクロンセパレーター |
| 0Cr13Al （405） | 815 | 705 | 蒸気タービンブレードや構造物など、衝撃荷重を受けた後に高い靭性が要求される部品の製造に使用される。 |
| 1Cr11MoV | 870 | 925 | |
| 00Cr13Ni5Mo3N | 870 | 925 | |
| 2308 | 1035 | 1150 |
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