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ステンレス鋼の物理的性質と溶接 忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、ステンレス鋼の物理的性質と溶接性 について考えて見ましょう。


 ステンレス鋼の物理的性質は炭素鋼とはかなり異なります。

物理的性質については表を参照してください。

 その物理的性質の差異により、溶接上の問題に対する配慮が必要になります。

 

■熱膨張係数の影響

  オーステナイト系ステンレス鋼の熱膨張係数は炭素鋼の約1.5倍、また熱伝導度は

 逆に炭素鋼の約1/3のため、溶接時に大きな変形やひずみが発生しやすいです。


■電気抵抗値の影響

  ステンレス鋼の電気抵抗値は炭素鋼に比べてCr系で約4倍、Cr-Ni系で約5倍である

 ため、被覆アーク溶接の際に過大な電流で溶接すると坊ヤけが生じやすくなります。


■溶融温度の影響

  オーステナイト系ステンレス鋼の溶融温度域は炭素鋼に比較して約100℃低いため、

 被覆アーク溶接棒の立向姿勢で溶着金属が下の方にたれやすくなります。

 
■磁性の影響

  オーステナイト系ステンレス鋼には磁性がないので炭素鋼のような磁性がある材料と

 組み合わせて異材溶接を行う場合、アークの磁気吹きにより炭素鋼側を過大に溶かす

 場合があります。
 
 
熱膨張係数の影響

  オーステナイト系ステンレス鋼の熱膨張係数は炭素鋼の約1.5倍、また熱伝導度は

 逆に炭素鋼の約1/3のため、溶接時に大きな変形やひずみが発生しやすいです。


電気抵抗値の影響

  ステンレス鋼の電気抵抗値は炭素鋼に比べてCr系で約4倍、Cr-Ni系で約5倍である

 ため、被覆アーク溶接の際に過大な電流で溶接すると坊ヤけが生じやすくなります。


溶融温度の影響

  オーステナイト系ステンレス鋼の溶融温度域は炭素鋼に比較して約100℃低いため、

 被覆アーク溶接棒の立向姿勢で溶着金属が下の方にたれやすくなります。

 
磁性の影響

  オーステナイト系ステンレス鋼には磁性がないので炭素鋼のような磁性がある材料と

 組み合わせて異材溶接を行う場合、アークの磁気吹きにより炭素鋼側を過大に溶かす

 場合があります。
 
 
 
種類比重比電気抵抗磁性比熱平均熱膨張係数熱伝導率溶融温度域
--g/cm3μΩ・cm--cal/g/℃x10-6/℃x10-2cal/cm/sec℃
炭素鋼7.86150.1211.411.21490~1520
SUS4107.75570.119.95.951480~1530
SUS4307.70600.1110.46.241480~1510
SUS3047.93720.1217.33.891400~1450
SUS3167.98740.1216.03.891370~1400


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 このトライボケミカル反応にもノーベル物理学賞で有名になったグラフェン構造になるようになる機構らしいが応用化の速度にはインパクトがある。

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