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4種類のスチール 詳細紹介 メリットとデメリット 分析

目次

この記事で紹介しているパイプとスプールパイプはすべて弊社で販売しているものです。

スチール・パイプの場合、原材料であるスチールがパイプの品質を決定的に左右する。鋼の種類が違えば、パイプの性能も違ってきます。鋼の種類はたくさんあります。以下に、鋼管によく使われる鋼の種類をいくつか紹介しよう!パイプラインに使用される鋼材の種類は、お客様のニーズに合わせてお選びください。

スチールの種類

鋼鉄の種類 - 炭素鋼

鋼種

あらゆる種類の鋼鉄の中で、炭素鋼が最も一般的であることは間違いない。誰もが知っている炭素鋼は、最も広く使用され、最も使用されている材料です。

炭素鋼の主成分はCであり、炭素含有量が炭素鋼を分類する鍵となる。低炭素鋼≤0.25%、中炭素鋼0.25% - 0.60%、高炭素鋼≥0.60%

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メリット 

  • 強度が高く、比較的高い内外圧に耐えることができる。
  • 低コスト、炭素鋼の生産技術は非常に成熟しており、高いコストパフォーマンスを提供する。
  • 溶接性が高く、特に軟鋼では現場での溶接が可能。
  • 加工や矯正が容易で、靭性を維持しやすい。

炭素鋼の弱点

  • 完全な非腐食性で、防錆コーティングが必要。
  • 耐高温性は平均的で、高温では硬さが失われることがある。

 

スチールの種類 - ステンレススチール

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ステンレス鋼は、その名の通り錆びにくい鋼である。高い耐食性が求められる条件下で、ステンレス鋼管は重要な役割を果たします。

ステンレス鋼は、含有元素の違いにより多くの種類に分けられる。ステンレス鋼の種類によって性能は異なる。オーステナイト系ステンレス鋼 (最も一般的に使用されるステンレス鋼 で、市場の70%を占める)、フェライト系ステン レス鋼 (低価格、塩化物腐食媒体により強い)、二相 鋼 (上記2つのステンレス鋼の混合物で、超高性能)

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メリット 

  • 優れた耐食性は、ステンレス鋼管の中核的な競争優位性である。
  • 滑らかな表面は汚れがつきにくく、お手入れが簡単で衛生的です。
  • 高温、高圧、低温に強い。
  • 高い強度と硬度を持つ。

ステンレス鋼の弱点

  • コストは炭素鋼より高い。
  • 重く、熱伝導率が悪い。
  • 硬度が高いため、切断や加工も難しい。

鋼種 - 合金鋼

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合金鋼 は、実際には炭素鋼に1つ以上の合金元素を加えることによって作られる。元素には以下が含まれる。 CrMo、V、Niなど。元素にはそれぞれ特徴がある。通常、複数の元素を加えて複合効果を持たせ、1+1>2の効果を得る。

合金鋼には多くの種類があり、元素や用途によって分類することができる。

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メリット 

  • 強度と硬度はともに向上させることができ、熱処理によってさらに高い強度と硬度を得ることができる。
  • クロム、モリブデン、マンガンなどの元素は焼入れ性を高め、鋼の特性をより均一にする。
  • これらの元素を調整することで、高靭性、耐食性の向上、耐熱性の向上、耐摩耗性の向上といった利点を得ることができる。

合金鋼の弱点

  • 最大の欠点はコストが高いことで、一部の元素は希少なため非常に高価なのだ。
  • 強度が高いため、加工や切断が難しい。

鋼の種類 - 工具鋼

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工具鋼は、実際には鋼の一種ではなく、工具、金型、測定工具を作るために名付けられた鋼の一種である。工具鋼はパイプを作るために使われるのではなく、切断、成形などパイプに作用するために使われる。

工具鋼にも多くの分類がある、 冷間工具鋼、熱間工具鋼、高速度鋼、プラスチック金型鋼、耐衝撃工具鋼など。

工具鋼の特徴

  • 高い硬度
  • 高強度
  • 高い靭性
  • 耐摩耗性

なぜ鋼鉄にはこれほど多くの種類があるのか?

実際には、鉄鋼の基本元素は鉄と炭素である。鉄と炭素の含有量が異なれば、性質も異なる。また、クロム、ニッケル、モリブデンなどの微量元素も数多く存在し、それぞれが異なる役割を担っている。これらの含有量がわずかに異なるだけでも、鋼の性能は変化する。微細構造も鋼の種類を決定する。化学組成が全く同じであっても、(焼ならしや焼戻しなどの)工程が異なれば結晶構造が変化し、その結果、特性が異なることがある。さらに、後処理や製錬技術は鋼の純度に影響を与え、成形工程は密度や品質に影響を与えます。
要約すると、鋼の特性は化学組成、微細構造、加工技術の相乗効果によって決定される。このため、可能な鋼種は無限にある。

パイプラインにおける鋼種の影響

鋼の種類によって特性が異なり、パイプラインの性能に影響する。普通炭素鋼:強度が低い;高強度低合金鋼:強度が高い;炭素鋼:非常に錆びやすい;ステンレス鋼(クロム含有量>10.5%):不動態皮膜を形成することができ、耐食性に優れる;低炭素鋼:柔らかく、耐摩耗性に劣る;工具鋼、高炭素鋼:熱処理後、非常に硬くなる;

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