構造工学における鉄鋼の選択基準
建築 工学 の 中 で は,鋼材 の 選択 が プロジェクト の 成功 に 直接 影響 し て い ます.不適切な 選択 は 構造 の 耐久 性 が 十分 で ない こと,早期 に 腐食 する こと,さら に 安全 に 危険 を もたらす こと も あり ます.市場には多くの種類の鋼材がありますこの包括的なガイドは,鋼材の分類,性能特性,選択因子,質と安全性を確保しながら,構造プロジェクトに最も適した鋼材を選択する専門家を助けるため.
鋼材の分類
鉄-炭素合金である鋼は,化学的組成,生産プロセス,性能特性に基づいて様々な種類があります.構造工学で使用される主な鋼種には,以下が含まれます:
1炭素鋼
炭素鋼には0.0218%から2.11%の炭素と少量のシリコン,マンガン,硫黄,およびリンが含まれています.炭素含有量によって分類:
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低炭素鋼:0.25%以下の炭素で 弾性や強度が優れていて プレートや構造形のような 静的負荷の部品に最適です
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中型炭素鋼:0.25%~0.60%の炭素で,歯車や軸のような動的負荷部品の強度が高くなります
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高炭素鋼:0.60%以上の炭素で 特殊な硬さのために 道具や模具に使われます
2合金鋼
クロム,ニッケル,モリブデンなどの元素で強化された合金鋼は,より高いコストで優れた強度,耐腐蝕性,温度耐性を提供しています.カテゴリーには以下のとおりがあります:
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低合金鋼:5%未満の合金含有量 橋や高層ビルに最適です
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中等合金鋼:重荷機械で使用される合金含有量 5%~10%
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高合金鋼:10%以上の合金含有量 極端な条件に特化した
3ステンレス鋼
ステンレス鋼は,少なくとも10.5%のクロムを含んでおり,腐食耐性を優れている.一般的なグレードには以下が含まれます:
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オステニチス (304/316):最高の耐腐食性と溶接性
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鉄性物質:適度な耐腐蝕性,磁気特性
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マルテンシティック:切削道具の高硬さのために熱処理可能
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デュプレックス海洋用途のアウステニティクスとフェリティクス効果を組み合わせます
4工具鋼
道具や鋳造材の製造用には特殊な硬さを持つ高炭素合金,炭素製の道具鋼とより高度な合金製の道具鋼を含む.
主要な業績指標
鉄鋼 の 選択 に 関し て,エンジニア は 次 の 重要な 特質 を 評価 し なけれ ば なり ませ ん:
1強くなる
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出力強度:恒久的な変形が始まるストレス (設計基準)
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張力強度:骨折前 最大のストレス
2プラスチック性
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伸縮:骨折後の拡張によって 柔らかさを測定します
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面積削減材料の流量容量を示します.
3硬さ
チャルピの衝突テストで測定され 地震性能に不可欠です
4硬さ
ブリーネル,ロックウェル,ビッカース試験で 耐磨性を評価した
5耐腐食性
特に海洋や産業環境では 寿命が長ければ
6溶接可能性
炭素等価値によって決定される - 低い値はよりよい溶接特性を示します.
選択 に 関する 考え方
鉄鋼の選択に影響を与える主な要因:
- 構造型と負荷要件 (静的対動的)
- 環境条件 (湿度,温度,化学物への曝露)
- 製造方法 (溶接,冷式成形)
- 費用対効果と地域規範の遵守
選択プロセス
- 構造的要件とパフォーマンス基準を定義する
- 負荷の種類と大きさを分析する
- 環境条件を評価する
- 適用基準の見直し
- 選考候補資料
- 性能特性を比較する
- グレードと仕様を最終化
共通鋼類
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Q235/Q345:中国の炭素/低合金構造鋼
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A36/A572 について一般用/高強度用用の同等のASTMグレード
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A588: オーケー耐腐蝕性のある耐気鋼
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304/316:腐食性のある環境のための標準型ステンレス鋼
品質保証
必須のステップは以下の通りです
- 供給者の資格と材料認証の審査
- 寸法と視力検査
- 化学・機械試験
注目すべき用途
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北京国立スタジアムQ460 大型スパンスの高強度鋼
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香港-珠海-マカオ橋高度な腐食防止のQ420/Q500鋼
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上海タワー超高性能のための高強度鋼複合システム
未来 の 傾向
鉄鋼技術が発展しているところは
- より高い強度/重量比
- リサイクルによって持続可能性が向上する
- センサー/自己修復能力を持つスマート素材
- 高級耐腐食合金
適切な鋼材の選択は 構造の整合性,安全性,長寿に不可欠ですこのガイドは,構造工学プロジェクトにおける情報に基づいた材料の選択を行うための基本的枠組みを提供します..