金属強度チャート

金属強度
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金属の強度は、特定の用途への適合性を判断する上で重要な要素です。より強い金属は、建物、橋、およびその他のインフラストラクチャの建設など、高い負荷と応力にさらされる構造用途に使用できます。また、ギア、シャフト、ベアリングなど、高レベルの力に耐える必要がある機械部品の製造にも使用できます。この記事では、参考のために、さまざまなグレードまたは合金の一般的な金属の強度と機械的特性をまとめています。

金属強度の違い

材料の特性を説明するために使用できる強度には、いくつかの種類があります。

  • 耐力: これは、材料が永久に変形し始める前に耐えることができる応力の量です。通常、1 平方インチあたりのポンド (psi) またはメガパスカル (MPa) で測定されます。
  • 抗張力: これは、材料が壊れる前に耐えることができる引張 (ストレッチ) 応力の最大量です。通常、psi または MPa で測定されます。
  • 圧縮強度: これは、材料が壊れる前に耐えることができる圧縮 (圧迫) 応力の最大量です。通常、psi または MPa で測定されます。
  • 剪断強度: これは、材料が壊れる前に耐えることができるせん断 (滑り) 応力の最大量です。通常、psi または MPa で測定されます。
  • ねじれ強度: これは、材料が壊れる前に耐えることができるねじり (ねじれ) 応力の最大量です。通常、psi または MPa で測定されます。
  • 疲労強度: これは、材料が疲労により破損する前に耐えることができる繰り返し応力の最大量です。通常、psi または MPa で測定されます。
  • 衝撃強度：急激な負荷や衝撃に対して、壊れずに耐えられる素材の能力です。衝撃強度は、アイゾット試験やシャルピー試験などの手法を使用して測定されることがよくあります。

金属材料の一般的性質

金属材料の特性を記述するために使用される一般的な特性がいくつかあります。

  1. 力: これは、壊れたり変形したりせずに、それに作用する力に耐える材料の能力を指します。強度の最も一般的な 2 つの尺度は、降伏強度と引張強度です。降伏強度は、材料が永久に変形し始めるポイントであり、引張強度は、材料が壊れる前に耐えることができる引張 (ストレッチ) 応力の最大量です。
  2. 延性: これは、材料が壊れずに引き伸ばされたり変形したりする能力を指します。延性に優れた素材は、さまざまな形に伸ばしたり曲げたりしても、壊れることはありません。
  3. 硬度: これは、材料の変形、引っかき傷、またはへこみに対する耐性を指します。硬度は、多くの場合、ロックウェル試験やブリネル試験など、さまざまな手法を使用して測定されます。
  4. 弾性: 力や負荷がかかった後、元の形状に戻る材料の能力を表します。弾性の高い素材は、力を取り除くと元の形状に素早く完全に戻ります。
  5. 可鍛性：これは、ハンマーやローリングによって変形または成形される材料の能力を指します。可鍛性の高い材料は、さまざまな形状に簡単に成形できます。
  6. 導電率：これは、電気または熱を伝導する材料の能力を指します。金属は一般的に電気と熱の良導体ですが、非金属は一般に低導体です。
  7. 耐食性: これは、環境との化学反応による劣化や損傷に抵抗する材料の能力を指します。一部の材料は本来耐腐食性ですが、腐食を防ぐために保護コーティングやその他の処理が必要な材料もあります。

金属強度チャート & 金属機械特性チャート

アプリケーションに適した金属を決定する際には、いくつかの重要なパラメーターを知っている必要があります。引張強度、降伏強度、硬度、密度などのパラメータを考慮する必要があります。下の表は、異なる金属を比較するのに役立ちます。

金属強度チャート

金属の種類 引張強度 (PSI) 降伏強さ (PSI) 硬度ロックウェル B スケール 密度 (kg/m3)
ステンレス鋼304 90,000 40,000 88 8000
アルミニウム6061-T6 45,000 40,000 60 2720
アルミ 5052-H32 33,000 28,000 2680
アルミニウム 3003 22,000 21,000 20～25 2730
スチール A36 58-80, 000 36,000 7800
鋼種50 65,000 50,000 7800
イエローブラス 40,000 55 8470
レッドブラス 49,000 65 8746
銅 28,000 10 8940
リン青銅 55,000 78 8900
アルミブロンズ 27,000 77 7700-8700
チタン 63,000 37,000 80 4500

機械的性質 鋼種 および合金

プロパティ 炭素鋼 合金鋼 ステンレス鋼 工具鋼
密度 (1000 kg/m3) 7.85 7.85 7.75-8.1 7.72-8.0
弾性率 (GPa) 190-210 190-210 190-210 190-210
ポアソン比 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3
熱膨張 (10-6/K) 11-16.6 9.0-15 9.0-20.7 9.4-15.1
融点(C) 1371-1454
熱伝導率 (W/mK) 24.3-65.2 26-48.6 11.2-36.7 19.9-48.3
比熱 (⊃/kg-K) 450-2081 452-1499 420-500
電気抵抗率 (10-9W-m) 130-1250 210-1251 75.7-1020
引張強さ[MPa] 276-1882 758-1882 515-827 640-2000
降伏強度 (MPa) 186-758 366-1793 207- 552 380-440
伸び率 (%) 10-32 4-31 12-40 5-25
硬度（ブリネル3000kg） 86-388 149-627 137-595 210-620

ステンレス鋼の等級と合金の機械的性質

学年 国連番号 共通形式 処理 引張強さ MPa (最小) 耐力 (0.2% オフセット) MPa (最小) 伸び % in 50mm (最小) 硬度（最大）（注2）
オーステナイト系ステンレス鋼
253MA S30815 皿 アニールされた 600 310 40 95HRB
301 S30100 シートまたはコイル 焼きなまし 1/4 ～完全硬化 515 860-1275 205 515- 965 40 25-9 95HRB
302HQ S30430 ワイヤー φ2.5mmオーバー アニールされた Lighty 描かれた 最大605最大660 - - -
303 530300 バー 冷間仕上 状態A 262HB
304 530400 皿 アニールされた 515 205 40 92HRB
304L S30403 皿 アニールされた 485 170 40 88HRB
304H S30409 皿 アニールされた 515 205 40 92HRB
3095 530908 バー アニールされた 515 20 40 95HRB
310 S31000 皿 アニールされた 515 205 40 95HRB
316 S31600 皿 アニールされた 515 205 40 95HRB
316L S31603 皿 アニールされた 485 170 40 95HRB
317L S31703 皿 アニールされた 515 205 40 95HRB
321 S32100 シート アニールされた 515 205 40 95HRB
347 S34700 皿 アニールされた 515 205 39 92HRB
904L N08904 皿 アニールされた 490 220 40 70 - 90 NRB 典型的

アルミニウム等級および合金の機械的性質

アルミニウム等級および合金の機械的性質

アルミニウム合金 気性 弾性率 (10⁶ psi) (GPa) せん断弾性率 (10⁶ psi) (GPa) 降伏強度 (10³ psi) (MPa) 引張強度 (10³ psi) (MPa)
1100 10.0 3.75 3.5 11
1100 H12 10.0 3.75 11 14
2014 10.8 4.00 8 22
2014 T6 10.6 4.00 58 66
2014 T62 10.8 4.00 59 67
2017 T4 10.5 3.95 32 55
2024 T3 10.6 4.00 42 64
2024 T4 10.6 4.00 40 62
2025 T6 10.4 3.90 33 52
2124 T851 10.4 4.00 57 66
2219 T62 10.5 4.00 36 54
2618 T61 10.7 4.10 42 55
3003 10.0 3.75 5 14
3003 H18 10.0 3.75 25 27
3003 H112 10.0 3.75 10 17
354 T61 10.6 4.00 36 47
355 T51 10.2 3.80 22 27
355 T6 10.3 3.80 23 37
356 T7 10.3 3.85 21 29
356 T6 10.3 3.85 20 30
5052 10.2 3.80 9.5 25
5052 H32 10.2 3.80 23 31
5056 H38 10.3 3.75 50 60
5056 ANL 10.3 4.00 22 42
6061 T4 10.0 3.80 16 30
6061 T6 10.0 3.80 35 42
6062 10.0 3.75 5 14
6062 T4 10.0 3.75 16 26
6062 T6 10.0 3.75 35 38
6063 T42 10.0 3.75 10 17
6063 T5 10.0 3.75 16 22
6063 T6 10.0 3.75 25 30
6151 T6 10.1 3.85 37 44
7050 T7452 10.1-11.6 58 68
7050 T74 60 70
7075 T6 10.4 3.90 70 78
7075 T6 63 73
A356 T61 10.4 3.90 28 38
D712 T5 10.3 3.80 20 32

チタングレードと合金の機械的性質

引張強さ (分) 0.2% 降伏強度 (分)
指定 MPa ksi MPa ksi
非合金グレード
ASTMグレード1 240 35 170 25
ASTMグレード2 340 50 280 40
ASTMグレード3 450 65 380 55
ASTMグレード4 550 80 480 70
ASTM グレード 7 340 50 280 40
ASTMグレード11 240 35 170 25
αおよびニアα合金
Ti-0.3M0-0.8Ni 480 70 380 55
Ti-5Al-2.5Sn 790 115 760 110
Ti-5Al-2.5Sn-ELI 690 100 620 90
Ti-8Al-1Mo-1V 900 130 830 120
Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo 900 130 830 120
Ti-6A1-2Nb-1Ta-0.8Mo 790 115 690 100
Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo 1000 145 900 130
Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si 1030 149 910 132
α-β合金
Ti-6Al-4V(a) 900 130 830 120
Ti-6Al-4V-ELI(a) 830 120 760 110
Ti-6Al-6V-2Sn(a) 1030 150 970 140
Ti-8Mn(a) 860 125 760 110
Ti-7Al-4Mo(a) 1030 150 970 140
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(b) 1170 170 1100 160
Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr(b)(c) 1125 163 1055 153
Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr(c) 1030 150 970 140
Ti-3Al-2.5V(d) 620 90 520 75
Ti-4Al-4M0-2Sn-0.5Si 1100 160 960 139
β合金
Ti-10V-2Fe-3Al(a)(C) 1170 170 1100 160
Ti-13V-11Cr-3Al(b) 1170 170 1100 160
Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al(b)(c) 1170 170 1100 160
Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr(a)(c) 900 130 830 120
Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn(a) 690 100 620 90
Ti-15V-3Cr-3AI-3Sn 1000(b) 145(b) 965(b) 140(b)
1241(f) 180(女) 1172(f) 170(女)
Ti-15Mo-3A1-2.7Nb-0.2Si 862 125 793 115

銅の等級および合金の機械的性質

銅および銅合金 プラスチックの性質
一軸
いいえ。 名前と治療法 試験温度、K 引張強度、psi 降伏強さ、psi 伸び、4D の % 面積縮小、%
102 無酸素（冷間引抜き60%） 295 48,400 46,800 17 77
195 52,900 49,800 20 74
76 66,400 54,400 29 78
20 74,500 58,500 42 76
4 74,600 58,600 41 75
122 リン脱酸、高残留リン（アニール） 295 31,300 6,700 45 76
195 38,300 6,600 56 87
76 50,600 7,400 62 84
20 63,800 8,400 68 83
4 60,400 7,900 65 81
(冷間引抜き26%) 295 51,800 49,400 17 76
195 56,800 53,600 21 79
76 68,400 59,900 28 76
20 81,400 64,100 46 78
4 81,000 63,600 44 72
150 ジルコニウム銅（冷間引抜、時効） 295 64,450 59,600 16 62
195 67,200 61,300 20 66
76 77,400 65,700 26 71
20 85,200 66,400 37 72
4 85,700 64,700 36 69
220 業務用青銅、90% (焼なまし) 295 38,500 9,600 56 84
195 41,800 10,200 57 80
76 55,200 13,200 86 78
20 73,200 15,600 95 73
4 68,200 15,000 91 73
230 レッドブラス、85% (冷間引抜 14%) 295 40,400 13,000 48 74
195 46,500 14,000 63 79
76 62,000 16,400 83 77
20 79,200 20,900 80 75
4 71,000 18,300 82 71
443 アドミラルティ ヒ素 (焼きなまし) 295 44,800 10,600 86 81
195 49,600 12,600 91 79
76 64,600 18,700 98 73
20 76,800 20,800 99 68
4 78,600 21,100 92 72
464 ネーバルブラス（焼きなまし） 295 63,300 31,000 37 52
195 67,400 33,800 37 54
76 80,400 38,000 44 48
20 105,200 47,600 41 42
4 99,600 43,700 40 48
510 リン青銅、5% A (冷間引抜 85%、スプリング) 295 77,400 72,000 18 78
195 85,600 78,700 20 78
76 105,200 89,200 34 67
20 131,000 104,800 39 62
4 116,400 100,400 34 58
614 アルミ青銅D（焼なまし） 295 83,200 59,400 40 66
195 89,500 64,800 45 71
76 105,800 69,500 52 64
20 126,400 80,600 48 58
4 134,500 82,400 52 59
647 銅-ニッケル シリコン (熟成) 295 112,400 105,000 15 60
195 119,400 110,800 18 66
76 123,600 114,100 24 70
20 133,700 118,400 33 68
4 135,800 119,800 31 65
655 ハイシリコンブロンズA（焼なまし軟質） 295 61,400 24,200 66 79
195 69,900 26800 68 79
76 89,000 31,900 71 69
20 108,900 37,600 72 69
4 101,200 36,900 71 70
706 銅ニッケル 10% (アニール) 295 49,600 21,400 37 79
195 54,700 24,700 42 77
76 72,000 24,800 50 77
20 82,500 30,200 50 73
4 80,600 24,900 53 73
715 銅ニッケル 30% (アニール) 295 57,800 18,700 47 68
195 68,000 22,200 48 70
76 89,800 31,600 52 70
20 103,100 38,100 51 66
4 104,600 40,100 48 65
ニッケルアルミニウムブロンズ（サンドキャスト） 295 101,200 44,000 11 9
195 104,600 47,800 9 9
76 117,100 54,900 6 7
20 126,600 61,600 6 2
4 130,500 60,100 6 5