鋼構造材料の異なる種類を理解する

スチールは建設業界で広く使用される材料です。スチール構造物は、コスト効率、デザインの柔軟性、持続可能性など、数多くの利点を提供します。したがって、スチール構造材料の理解は、最適な性能を確保し、特定のプロジェクト要件を満たすために不可欠です。この記事では、さまざまな種類のスチール構造材料、その特性、および一般的な用途について説明します。

スチール材料は、いくつかの異なる要因によって分類できます。以下は、スチール構造材料のいくつかの分類です：

1. 組成

スチールは、組成（低炭素、中炭素、高炭素）、合金元素の存在（合金鋼）、またはクロムの含有（ステンレス鋼）などに基づいて分類できます。

炭素鋼：炭素鋼は、建設で使用される最も一般的なスチールの種類です。主に鉄と炭素で構成されており、少量の他の元素が含まれています。炭素鋼は高い強度と優れた溶接性を提供します。

通常は、炭素含有量に基づいて分類され、低炭素鋼（炭素含有量0.25%以下）、中炭素鋼（炭素含有量0.25%から0.60%）、高炭素鋼（炭素含有量0.60%以上）があります。炭素鋼構造物は、建物、橋、およびインフラプロジェクトで広く使用されています。

ステンレス鋼：ステンレス鋼は、最低10.5%のクロムを含む合金であり、優れた耐腐食性を提供します。非常に耐久性があり、メンテナンスが少なく、見た目も美しいです。

ステンレス鋼構造は、ファサード、手すり、装飾要素などの建築用途で一般的に使用されています。また、食品加工、製薬、化学工場など、衛生状態と耐腐食性が重要な業界でも広く見られます。

合金鋼：合金鋼は、鉄とマンガン、ニッケル、クロム、モリブデンなどの他の元素の組み合わせです。これらの追加元素は、強度、硬度、および摩耗への耐性など、特定の特性をスチールに付与します。合金鋼構造物は、重機、車両部品、産業機械など、高い強度と靭性を必要とする用途で一般的に使用されます。

2. 仕上げ方法

仕上げ方法は、スチールの最終的な表面特性を達成するために使用されるプロセスを指します。これには、熱間圧延、冷間圧延、冷間仕上げ、またはその他の方法が含まれます。

熱間圧延スチール：熱間圧延は、スチールを高温以上に加熱し、ローラーに通して厚みを減少させ、さまざまな形状に成形するプロセスです。この方法は、構造スチールセクション、プレート、大口径パイプの製造に一般的に使用されています。熱間圧延スチールは、高温の影響で表面に特徴的なスケールを持っています。

冷間圧延スチール：冷間圧延は、熱間圧延スチールを室温で一連のローラーに通して、さらなる厚みの減少と表面仕上げの改善を行うプロセスです。冷間圧延スチールは、熱間圧延スチールに比べて、スムーズな表面、より厳密な寸法公差、改善された機械的特性を示します。自動車パネルや家電製品など、精密な寸法と高品質な表面仕上げを必要とする用途で一般的に使用されます。

冷間仕上げスチール：冷間仕上げプロセス（例：冷間引き、研磨付きの冷間引き、または剥離）は、精密な寸法と改善された表面品質を持つ鋼棒、ワイヤー、チューブを製造するために使用されます。これらのプロセスは、スチールをダイまたはマンドレルを通して引っ張り、直径を減少させたり、望ましい形状に成形したりします。冷間仕上げは、スチール製品に優れた寸法精度、表面の滑らかさ、および機械的特性の向上を与えます。

3. 製造方法

スチールは、使用される製造方法に基づいて分類できます。これには、ブラス炉スチール、電気炉スチール、または連続鋳造スチールなどが含まれます。

ブラス炉：ブラス炉法は、鉄鉱石、コークス（種類の石炭）、および石灰岩を投入し、ブラス炉に供給します。コークスの燃焼によって生成される強い熱が鉄鉱石を溶融鉄に還元し、この溶融鉄は炉の底に収集されます。この溶融鉄は、ホットメタルと呼ばれ、さらに精製プロセスを通じてスチールに処理されます。

電気アーク炉：電気アーク炉法は、電気アークを利用してリサイクルされたスクラップスチールと他の原材料を溶かします。このプロセスは、電極と金属チャージの間で生成された電気アークによって熱せられるスクラップスチールで炉にチャージします。EAFは多様性があり、さまざまな組成と特性を持つ異なる種類のスチールを生産できます。この方法は、特殊鋼の製造やスチールスクラップのリサイクルに一般的に使用されます。

連続鋳造：連続鋳造は、溶融スチールを今すぐ固体形状（ビレット、スラブ、ブルームなど）に形成するために使用される方法で、連続的かつ自動化されたプロセスです。この方法では、溶融スチールを水冷モールドに注ぎ、スチールを希望の形状に固化させます。固化したスチールがモールドから常に引き抜かれ、さらに冷却され、指定された長さに切断されます。連続鋳造は、効率性、コスト効果、安定した品質のさまざまなスチール製品を製造する能力を提供します。

4. その他の分類

物理的強度：スチールは、ASTM（アメリカ材料試験協会）基準に従って物理的強度に基づいて分類されます。これらの基準は、スチールの最小降伏強度、引張強度、その他の機械特性を定義します。

脱酸プロセス：スチール製造中に使用される脱酸プロセスは、その特性に影響を与える可能性があります。スチールは、溶融スチールから酸素を除去する方法に応じて、キルドまたはセミキルドとして分類できます。

熱処理：熱処理は、スチールを制御された加熱と冷却プロセスにさらして、その特性を修正するプロセスです。スチールは、焼鈍、テンパーなどの熱処理を受けるかどうかに基づいて分類できます。

上記は、さまざまな種類のスチール構造材料です。この情報があなたに役立つことを願っています。詳細については、BMBスチールのウェブサイトを訪れて、プレエンジニアリングされたスチールビルやスチール構造についてもっと読むことができます。また、設計コンサルティングやスチール製造サービスについてもお問い合わせください。