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高張力鋼 (8568 views - Material Database)

高張力鋼(こうちょうりょくこう、英語: High Tensile Strength Steel; HTSS)は合金成分の添加、組織の制御などを行って、一般構造用鋼材よりも強度を向上させた鋼材。日本ではハイテン、高抗張力鋼とも呼ばれる。 一般構造用圧延鋼材(JISのSS材 (SS: Steel Structure))は引張強度のみが規定され、最も一般的なSS400材の引張り強度の保証値が400 MPaである。どれだけ強いものを高張力鋼と定義するのかは国や鉄鋼メーカーによって異なっているが、おおむね490 MPa程度以上のものからが高張力鋼と呼ばれる。引張強度が590 MPa、780 MPa程度のものが主流だが、近年は1,000 MPa(1 GPa)以上のものもあり、これは超高張力鋼とも呼ばれる(日立金属安来工場が材料開発上1962年に達成)。一般的には、引張強さが約1,000 MPa以下のものを高張力鋼、約1,300 MPa以下のものを強靱鋼、それ以上のものを超強力鋼とよぶ。 自動車の部材などを設計する際、同じ強度を確保するに当たって、一般鋼材を用いる場合に比べて薄肉化できるため、シャシやモノコックなどの主要構造部材の軽量化に貢献している。また、1950年代以降の鉄道車両にも多用され、車体の軽量化が図られた。鉄鋼メーカーのシミュレーションの結果では、比強度が一般鋼材よりも大きいため、アルミニウム合金を用いた場合よりも軽量化が可能であり、さらにコストも低いことから、近年の車体のハイテン化率は急速に伸びている。一方で、一般的に強度が高いものほど延性が低下する傾向にあり、板材などをプレス加工した際には「割れ」などの成形不良が発生しやすくなる。このため、各メーカーが成形性と強度を両立させた高張力鋼の開発に尽力している。また、ヤング率は一般鋼と大差無いため、弾性変形によるひずみの発生(剛性低下)が嫌われる部位には、安易に高張力鋼による薄肉化を適用出来ないのが実状である。 炭素をはじめ、シリコン、マンガン、チタンなど、10数種類の元素の配分を0.0001 %単位で管理する技術は門外不出である。日系自動車メーカーの生産工場が多く、高級鋼板の需要が増えている東南アジアや中国の場合も、現地での生産は行われておらず、日本国内の転炉を持つ工場で工程半ばまで受け持ち、半製品の状態で出荷された後、シートメタル化までの下工程のみを現地で行う方法がとられている。
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高張力鋼

高張力鋼

高張力鋼(こうちょうりょくこう、英語: High Tensile Strength Steel; HTSS)は合金成分の添加、組織の制御などを行って、一般構造用鋼材よりも強度を向上させた鋼材。日本ではハイテン[1]高抗張力鋼とも呼ばれる。

一般構造用圧延鋼材JISのSS材 (SS: Steel Structure))は引張強度のみが規定され、最も一般的なSS400材の引張り強度の保証値が400 MPaである。どれだけ強いものを高張力鋼と定義するのかは国や鉄鋼メーカーによって異なっているが、おおむね490 MPa程度以上[1]のものからが高張力鋼と呼ばれる。引張強度が590 MPa、780 MPa程度のものが主流だが、近年は1,000 MPa(1 GPa)以上のものもあり、これは超高張力鋼とも呼ばれる(日立金属安来工場が材料開発上1962年に達成[2])。一般的には、引張強さが約1,000 MPa以下のものを高張力鋼、約1,300 MPa以下のものを強靱鋼、それ以上のものを超強力鋼とよぶ[3]

自動車の部材などを設計する際、同じ強度を確保するに当たって、一般鋼材を用いる場合に比べて薄肉化できるため、シャシモノコックなどの主要構造部材の軽量化に貢献している[4]。また、1950年代以降の鉄道車両にも多用され、車体の軽量化が図られた。鉄鋼メーカーシミュレーションの結果では、比強度が一般鋼材よりも大きいため、アルミニウム合金を用いた場合よりも軽量化が可能であり、さらにコストも低いことから、近年の車体のハイテン化率は急速に伸びている。一方で、一般的に強度が高いものほど延性が低下する傾向にあり、板材などをプレス加工した際には「割れ」などの成形不良が発生しやすくなる。このため、各メーカーが成形性と強度を両立させた高張力鋼の開発に尽力している。また、ヤング率は一般鋼と大差無いため、弾性変形によるひずみの発生(剛性低下)が嫌われる部位には、安易に高張力鋼による薄肉化を適用出来ないのが実状である。

炭素をはじめ、シリコンマンガンチタンなど、10数種類の元素の配分を0.0001 %単位で管理する技術は門外不出である。日系自動車メーカーの生産工場が多く、高級鋼板の需要が増えている東南アジア中国の場合も、現地での生産は行われておらず、日本国内の転炉を持つ工場工程半ばまで受け持ち、半製品の状態で出荷された後、シートメタル化までの下工程のみを現地で行う方法がとられている。

出典

  1. ^ a b 『機械材料学』、日本材料学会、太洋堂、2000年、235頁
  2. ^ 日立金属株式会社安来工場100年史編成委員会 編:安来工場百年の歩み (1999) 全国書誌番号20108017
  3. ^ 『機械材料学』、日本材料学会、太洋堂、2000年、247頁
  4. ^ 軽量化・衝突安全性確保に貢献するハイテン(自動車用高強度鋼板) - 新日鉄住金(更新日不明/2017年3月9日閲覧)

参考文献

  • 『機械材料学』、日本材料学会、太洋堂、2000年、ISBN4-901381-00-8

関連項目


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