ASTM A500 がカバーする内容
ASTM A500/A500M は、円形、正方形、長方形の形状で供給される冷間成形溶接シームレス炭素鋼構造チューブの標準仕様です。-グレード A とグレード B は同じ製品形状、寸法公差、試験方法を共有しているため、どちらを選択するかはほぼ完全に化学的性質、強度レベル、成形挙動によって決まります。設計段階でその選択を決定すると、プロジェクトが不必要な強度プレミアムを支払ったり、軽く指定されたチューブを真の耐荷重部材に配置したりすることがなくなります。-
化学組成の限界値の比較
2 つのグレードは、この族の強度を左右する元素であるマンガンで最も大きく異なります。どちらのグレードでも炭素は低く抑えられているため、冷間成形と溶接が実用的であり、残留元素のリンと硫黄も同じ低レベルに制限されています。
| 要素 | ASTM A500 グレード A | ASTM A500 グレード B | 実用的な効果 |
|---|---|---|---|
| 炭素 (C)、最大 % | 0.25 | 0.23 | グレード B の炭素量がわずかに少ないため、延性と現場溶接がサポートされます。 |
| マンガン (Mn)、% | 0.27–0.63 | 1.15–1.50 | グレード B にははるかに多くのマンガンが含まれており、これがその特別な強度の源です。 |
| リン (P)、最大 % | 0.035 | 0.035 | 両方のグレードで同じ制限。 |
| 硫黄 (S)、最大 % | 0.035 | 0.035 | 両方のグレードで同じ制限。 |
グレード A のマンガンは天井が低く、狭い窓の中に収まっているため、その強度の可能性は設計によって制限されています。グレード B は、チューブが構造的負荷に耐えられるように意図的に合金化されています。同じ仕様の 3 番目のグレードであるグレード C は、最小降伏強さ 345 MPa (50 ksi) と最小引張強さ 427 MPa (62 ksi) で傾向を継続しており、通常はマンガンの含有量が 1.35 % に制限されています。
機械的特性: 降伏、引張、伸び
| 財産 | ASTM A500 グレード A | ASTM A500 グレード B |
|---|---|---|
| 最小降伏強度 | 228 MPa (33 ksi) | 315 MPa (45 ksi) |
| 抗張力 | 310 ～ 428 MPa (45 ～ 62 ksi) | 380 ～ 480 MPa (55 ～ 70 ksi) |
| 最小伸び、ゲージ長さ 2 インチ | 23 % | 18 % |
グレード B は、グレード A よりも最小降伏強度が約 38 % 高く、引張バンドが高いため、荷重下での剛性が高くなります。その代わりに、グレード A は約 5 パーセント ポイント高い伸びを保持しており、これがまさにこのグレードをきつい曲げ半径、ロール成形、現場溶接に適したグレードにしています。どちらのグレードも圧力グレードとしては意図されていません。どちらも圧力設計ではなく機械的特性試験によって管理される構造製品です。
溶接性、靭性、冷間成形性
グレード A は非常に簡単に溶接できます。マンガンが低く、炭素含有量が適度であるため、熱の影響を受けにくいため、通常は工場や現場での通常の手順で十分です。{1}グレード B は依然として完全に溶接可能ですが、マンガンと強度レベルが高いため、特に拘束亀裂が考慮されるより重い壁では、制御された溶接パラメータ、適切な手順、および入熱への注意が必要です。
靱性に関しては、マンガンが微細構造を微細化し、延性から脆性への移行挙動を高めるため、グレード B は冷間および動的荷重下でより優れた性能を発揮します。{0}{1}}グレード A は通常、穏やかな屋内または保護されたサービスに対して指定されます。どちらのグレードもストリップから冷間成形されるため、納品後にチューブを曲げたりロール成形したりする場合は常に、コーナーでの肉厚の薄化、コーナー半径の制限、および結果として生じる冷間加工を考慮する必要があります。
グレード A とグレード B の選択
軽量構造フレーム、フェンス、温室フレーム、棚および装飾支柱: 通常はグレード A で十分であり、最も経済的な選択肢です。
建築柱、産業機器フレーム、トレーラーシャーシ、重機フレーム: グレード B。より高い降伏強度が設計荷重に耐えます。
-曲げ半径が狭い重作業の溶接: グレード A。伸びが大きく、溶接ウィンドウが広いため。
低温または動的荷重環境: グレード B。マンガン含有量が高く、低温靱性が向上します。-
コスト計画: グレード A は合金含有量が低いため、トン当たりの価格が安くなりますが、グレード B は、負荷がかかる部材の断面重量を減らすことでプレミアムが回収されます。
よくある質問
Q: ASTM A500 グレード B は常にグレード A よりも強いのですか?
はい。グレード B の最小降伏強度は 315 MPa (45 ksi) で、グレード A の 228 MPa (33 ksi) に対して、その引張強度バンドもより高くなります。違いは壁の厚さではなく化学反応によって決まります。
Q: グレードAとグレードBを同じ手順で溶接できますか?
軽量壁作業では認定された手順を共有できますが、グレード B は通常、制御されたパラメータと事前に認定された低水素実践を使用して溶接されます。一方、グレード A はより広い溶接範囲を許容します。-
Q: グレード A がグレード B よりも高い伸びを示すのはなぜですか?
グレード A は成形性を重視して設計されています。マンガンと炭素のレベルが低いため、完成したチューブの延性が向上し、ゲージ長 2 インチで最小伸びが 23 % であると報告されています。
Q: トレーラーのシャーシや建物の柱にはどのグレードを使用する必要がありますか?
グレード B。これらは高応力、重荷重の部材であり、降伏強度が高いため、より軽いセクションでも同じ仕事を行うことができます。-グレード A は、重要ではない装飾的な作業を対象としています。-
Q: マンガンの制限は強度だけでなくコストにも影響しますか?
それはそうです。マンガンの添加により合金のコストが上昇するため、グレード B にプレミアムが付けられ、強度が重視されない場合にはグレード A が経済的な選択肢として残るのです。
Q: ASTM A500 はシームレス チューブや溶接チューブでも利用できますか?
はい。 ASTM A500/A500M は、冷間成形溶接とシームレス炭素鋼構造管の両方を対象としており、グレード要件はどちらの製造ルートにも適用されます。{3}