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金属材料 | 2021年04月22日 SS材は、構造用鋼の中でも、知名度が高い上、幅広い用途で使われるJIS鋼材です。 構造用鋼とは、物の形を維持するための部材として使われる鋼材です。ビルや工場などの建築物をはじめ、橋梁など土木構造物にも利用されます。SS材はかつて、コストパフォーマンスの良さと、靭性の強さで評価されていました。 ここ20年で建造物の耐震性が見直されるようになり、SS材と他の構造鋼を組み合わせて使うようになりました。 今回は、SS材の特徴、他の構造用鋼との違い、使い分け、鋳鉄法の変化の歴史、 製品事例に焦点をあて説明していきたいと思います。 一般構造用圧延鋼材(SS材)とは SS材は、Steel Structureの略称で、正式名称は一般構造用圧延鋼材です。 JIS規格(日本工業規格)鋼材の中でも、不良品が少なく、不留まりがよいことから、合理性と利便性を追及する建築現場や土木作業現場に使用されています。 鋼材に含まれる炭素の量が、0. 15~0. 一般構造用圧延鋼材 - Wikipedia. 2%の低炭素の軟鋼で、含有不純物は、リン(P)と硫黄(S)の含有量を0. 05%以内と決めている他は、明確な基準はありません。引っ張りの強さや、降伏度に重点を置いている鋼材ですので、熱処理を施すよりそのまま使うことからナマ材という別名もあります。 SS材をはじめとする構造用鋼は、'60年代~'80年代半ばまで、旧式の鋳造法である分塊鋳造法で製造されていました。分解鋳造法で作られたSS材は、今以上に中身の成分に偏析があり不安定でした。そのためシールドガスを用いた溶接を行うと、含有硫黄により、 ひび割れ(サルファクラック)が起こる点が欠陥だったのです。 分塊鋳造 分塊鋳造は、精錬が終わった溶鉄を鋳型に流し鋼の棒(インゴット)を作って冷まし、再加熱する際に、複数の金属を混ぜて脱酸する鋳造法です。脱酸の具合により、キルド鋼、セミキルド鋼、リムド鋼の3種類に分けられていました。 昔のSS材は、リムド鋼と呼ばれる溶鉄にフェロンマンガン(FeMn)を混ぜ、軽く脱酸したものを熱間圧延して作られていました。 70年代後半に連続鋳造法が本格的に稼働し、大手鉄鋼メーカーが製鉄、鋳造、鋼材製作のオートメーション化に乗り出してから、SS材も、不純物が取り除かれる様になり、現在9割のSS材は、脱酸がなされているキルド鋼から作られています。 SS材=SS400と言われる理由は?
050以下 300~430 SS400 400~510 SS490 490~610 SS540 0. 30以下 1. 60以下 0. 040以下 540以上 【参考資料】 1)谷野満,鈴木茂「鉄鋼材料の科学―鉄に凝縮されたテクノロジー」内田老鶴圃(2006) 2) 大澤直 『金属のおはなし』 日本規格協会,2008年 3) 齋藤勝裕 『金属のふしぎ』 ソフトバンククリエイティブ,2009年 ページの トップ へ
一般構造用圧延鋼板 (JIS G3101)
この規格は橋、船舶、車輌、その他構造物に用いる一般構造用の熱間圧延鋼板の抜粋
種類の記号
化学成分%
C
Mn
P
S
SS400
-
≦0. 050
種類の 記号
引張試験
降伏点又は耐力 N/㎟
引張強さ N/㎟
伸び
厚さ mm
厚さmm
%
試験片
t≦16
16 生産ラインのガイド板から、建築物・橋脚・船・鉄道車両など広く使われている鋼
一般構造用圧延鋼材(SS材)の特性
「鋼」と一口に言っても、炭素量により様々な種類があり、炭素量が少ないものは構造用、炭素量が多いものは工具鋼として利用されます。JIS規格によると、「普通鋼」と「特殊鋼」に分類され、普通鋼の代表例として一般構造用圧延鋼材(SS材)が挙げられます。 「構造用圧延鋼板」という名が指す通り、建築物・橋脚・船・鉄道車両などの構造用部材として幅広く使われています。 一般構造用圧延鋼材は、JISによって炭素量の規定がなく(基本的には炭素を含有しない)、リン(P)と硫黄(S)を0. 建設用だけでなく、機械向けや部品の材料など汎用的に使用される
一般構造用圧延鋼材
一般構造用圧延鋼材とは、JISで「 橋、船舶、車両、その他の構造物に用いる一般構造用の熱間圧延鋼材 」として規定されているもの。一般的に「 SS材 」(Steel Structureの頭文字)と呼ばれ、構造用に限らず、機械設備用途などでも使用される、鉄鋼材の中でも最も使用頻度の高い材料の一つ。
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SS材 と呼ばれる JIS G 3101 一般構造用圧延鋼材 (Rolled steels for general structure) に規定される鋼材は,橋,船舶,車両その他の高い溶接性を求めない 一般構造 に用いる 熱間圧延鋼 (hot rolled steel) である。
なお,良好な溶接性を求める場合は,別途紹介する JIS G 3106「溶接構造用圧延鋼材」(SM材),JIS G 3136「建築構造用圧延鋼材」(SN材)が用いられる。
圧延鋼材 (rolled steel)は,鋼の塊をロールにかけて圧延し,鋼板,鋼帯,鋼棒,平鋼,形鋼にしたもので,広く用いられている。この鋼材は 接合に溶接を用いない用途 に適用される。
鋼板とは,板状の鋼材をいい,厚さで呼び方が 薄鋼板 (厚さ3mm未満), 中鋼板 (3~6mm), 厚鋼板 (6mm以上), 極厚鋼板 (150mm以上)に分けるのが一般的である。なお,JIS G 0203「鉄鋼用語(製品及び品質)」では,中鋼板,極厚鋼板を含めた 3. 0mm以上の鋼板を厚鋼板と定義している。
薄鋼板 (steel sheets)は,コイル状に巻くことが可能で,この状態を 鋼帯 (steel strip)や 帯鋼 (steel coil)などとも呼ぶ。
一般的な構造物等には 9mm以上の厚鋼板 (steel plates)が用いられる。また,用途別に構造用鋼板,建築用鋼板,造船用鋼板,ボイラー用鋼板,自動車用鋼板などとも呼ばれる。
棒鋼 (steel bars)は,鋼片や鋼塊を圧延して得られるもので,断面が円形,正方形,長方形,多角形のものがある。断面が円形の物を 丸鋼 ,正方形の物を 角鋼 ,長方形の物を 平鋼 とも呼ぶ。
形鋼 (sections)は,断面が多角的な形状をした鋼材をいう。形鋼には,熱間圧延で作製される 重量形鋼 ,薄い鋼板を冷間で折り曲げ加工して作製される 軽量形鋼 の2種がある。一般に形鋼という場合には,重量形鋼を指す場合が多い。用途の多い重量形鋼には H形,I形,山形(L形),溝形,Z形等 があり,軽量形鋼には山形,溝形,Z形,ハット形等がある。
一般構造用圧延鋼材(SS材)の例
種類の記号
化学成分(%)
引張強さ N/mm 2
C
Mn
P
S
SS330
―
0. 一般構造用圧延鋼材 (いっぱんこうぞうようあつえんこうざい)とは、 日本産業規格 における 鋼材 の規格。 材料記号 SSで表され SS材 とも呼ばれる。広汎な用途を想定して 機械的性質 を中心に最低限の基準を設けている。特にSS400は流通量が多く、鉄鋼材料の中でも代表的な存在である。
SS材は「JIS G3101 一般構造用圧延鋼材」で4種が規定されている。SSに続く数字は 引張強さ の下限を表す。成分の基準は他の鋼材より緩やかであり、SS330・400・490は リン と 硫黄 の上限が、SS540はこれに加えて 炭素 と マンガン の上限のみが設定されている。強度の基準が決まればそれを得るのに必要な炭素量は自ずと決まるため、SS540を除いて炭素量は制限されていない [1] 。リンと硫黄の制限はそれぞれ 低温脆性 と 赤熱脆性 を避けるための処置である [1] 。
SS材は成分上は炭素の少ない(約0. 25%以下の) 炭素鋼 が一般的である [2] 。このためSS330やSS400は溶接が可能だが、規格として溶接性は保証されていないため、溶接性を確実に担保するには 溶接構造用圧延鋼材 (SM材)などを利用する必要がある。なお炭素量の多いSS490やSS540、またSS400でも厚さが50mmを超える場合は溶接は推奨されない [1] 。
SS材は熱処理せずに使用するのが原則であり、熱処理を前提とした用途には、炭素量を細かく制限した 機械構造用炭素鋼鋼材 (S-C材)を用いるのが普通である。しかし安価な製品ではSS材を 浸炭 した上で 焼き入れ ・ 焼き戻し したものが用いられることもある [1] 。
化学成分(溶鋼分析値) [ 編集]
SS330 リンP 0. 050%以下 硫黄S 0. 050%以下
SS400 リンP 0. 050%以下
SS490 リンP 0. 050%以下
SS540 炭素C 0. プレンバー(一般構造用棒鋼). 30%以下 マンガンMn 1. 60%以下 リンP 0. 050%以下
機械的性質の例 [ 編集]
SS400 降伏点245MPa(N/mm2)[鋼材の厚さ16mm以下の場合]、引張強さ400~510MPa(N/mm2)、伸び26%以上[鋼板、鋼帯、平鋼の厚さ16を超え40mm以下の場合]、
参考文献 [ 編集]
^ a b c d 大和久重雄『JIS鉄鋼材料入門 新訂版』大河出版、1978年、12頁-。 ISBN 978-4-88661-805-4 。
^ 坂本卓『絵とき 機械材料 基礎のきそ』日刊工業新聞社、2007年、60頁-。 ISBN 978-4526058479 。 ピンポイント天気予報
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