2 つのクロム-モリブデン グレードの比較
AISI 4130 と GB/T 3077 30CrMo はどちらもクロム-モリブデン低-合金構造用鋼で、焼き入れおよび焼き戻しの状態で供給されます。クロムとモリブデンの含有量は本質的に同じであるため、良好な焼入れ性、適度な断面サイズでの高い強度、および高温使用に対する有用な耐性という同じ性質を共有しています。-購入者にとって実際的な問題は、紙の上で同じように見えるかどうかではなく、特定の配管または機械加工コンポーネントで一方を他方と置き換えることができるかどうかです。
4130 は、シームレス機械チューブについては ASTM A519 で、棒材については ASTM A29 で指定されている米国の合金鋼グレードです。. 30CrMo は、GB/T 3077 の対象となる中国の合金構造用鋼グレードです。4130 で製造された石油およびガス部品は、2 つの強度クラスから選択して注文されることがよくあります。最小降伏強さは 60 ksi (約 414 MPa)、または 75 ksi (約 517 MPa) MPa。パイプが油田およびガス田で使用される場合、通常、衝撃試験が購入仕様に追加されます。
化学組成の比較
| 要素 | 4130 (ASTM A519 / AISI) | 30CrMo (GB/T 3077) |
|---|---|---|
| 炭素、C | 0.28 - 0.33 % | 0.26 - 0.33 % |
| マンガン、ミネソタ州 | 0.40 - 0.60 % | 0.40 - 0.70 % |
| シリコン、Si | 0.15 - 0.35 % | 0.17 - 0.37 % |
| クロム、Cr | 0.80 - 1.10 % | 0.80 - 1.10 % |
| モリブデン、モリブデン | 0.15 - 0.25 % | 0.15 - 0.25 % |
| リン、P | 0.040 % 最大 | 0.030 % 最大 |
| 硫黄、S | 0.040 % 最大 | 0.030 % 最大 |
クロムとモリブデンの範囲は同一であるため、熱処理後の 2 つのグレードの挙動は非常に似ています。違いは混入元素と残留制限にあります。GB/T 3077 はリンと硫黄の上限をより厳しく設定しているため、通常は 30CrMo がよりクリーンな鋼であり、焼戻し脆化のリスクが低く、低温靱性が優れています。- 30CrMo のマンガンの範囲がわずかに広いため、焼入れ性が若干向上しますが、4130 のシリコンの範囲が広いため、機械的挙動にはわずかな影響しかありません。
機械的性質と熱処理
どちらのグレードも焼き入れおよび焼き戻しされた状態で提供され、圧延されたままの状態で使用されることはほとんどありません。- GB/T 3077 では、30CrMo に最小引張強さ 930 MPa、最小降伏強さ 785 MPa、破断後の最小伸び 12 %、最小面積減少率 45 %、および焼きなまし硬度上限約 229 HBW を割り当てています。アメリカのグレードは通常、単一の表ではなく強度クラスに基づいて注文されるため、機械的値は注文された状態の工場試験証明書で確認されます。
一般的な方法は、結晶粒を粗大化させることなく炭化物を完全に溶解する範囲でオーステナイト化し、この硬化性クラスでの亀裂を避けるために油中で焼き入れし、目標の強度レベルまで焼き戻すことです。どちらの鋼も焼き戻し温度に強く反応するため、焼き戻しステップで 60 ksi と 75 ksi の製品の特性差が生じます。
30CrMo や 4130 は代替可能ですか?
合金含有量が同等であるため、多くの機械加工部品や管状部品での代替は技術的に可能ですが、自動化として扱うべきではありません。次の 3 つの条件を満たす必要があります。
仕様の受け入れ:設計または発注書にグレードまたは標準が指定されている場合は、そのグレードを提供するか、正式な逸脱が承認される必要があります。
プロパティの等価性:代替品は、同じ熱処理サイクル後に同じ引張、降伏、および硬度の要件を満たさなければなりません。
サービス固有の要件:{0}衝撃靱性、サワーサービスの硬度制限、非破壊検査レベルはすべて再検証する必要があります。{0}{1}
応募・選考案内
どちらのグレードも、合金鋼シームレス パイプ、精密ブライト チューブ、ドリル カラーやその他の石油およびガス部品、高強度ファスナー、および適度な靭性を必要とする機械加工部品に使用されます。{0}通常、選択は図面とエンド ユーザーによって決定されます。米国規格に準拠して構築されたプロジェクトでは 4130 が指定される傾向にありますが、中国規格を参照する国内および輸出プロジェクトでは 30CrMo が指定されます。低温での衝撃試験が必要な場合、焼き戻し脆化を避けるために熱処理が制御されている限り、30CrMo の硫黄およびリンの制限が厳しいことが利点となります。コンポーネントが棒またはチューブから機械加工され、その後溶接される場合、両方のグレードの炭素当量により、予熱と制御された冷却が必要になります。
よくある質問
Q: 4130 と 30CrMo は同じ鋼ですか?
これらは同一ではありませんが、同じクロム-モリブデン族に属しており、クロムとモリブデンの範囲が一致しています。主な違いは、リンと硫黄の制限、およびマンガンとシリコンの範囲にあります。
Q: 4130 チューブにはどのような降伏強度クラスが利用可能ですか?
通常、最小降伏強度が 60 ksi (約 414 MPa) と 75 ksi (約 517 MPa) の 2 つのクラスが注文されます。正確な値は、注文された熱処理条件の工場証明書で確認されます。
Q: 30CrMo は通常 4130 よりもクリーンなのはなぜですか?
GB/T 3077 ではリンと硫黄を最大 0.030 % に制限していますが、米国グレードでは最大 0.040 % であるため、残留含有量が低くなり、脆化のリスクが軽減されます。
Q: これらのグレードに適した焼入れ媒体はどれですか?
どちらのグレードも適度な肉厚で硬化するのに十分な硬化性を備えており、油は水に比べて焼割れのリスクを軽減するため、油焼入れが通常の選択です。
Q: 2 つのグレードを溶接できますか?
はい。ただし、どちらも炭素当量が比較的高い中炭素合金鋼です。-溶接には、予熱、制御されたパス間温度、低水素消耗品、および肉厚や使用条件によって要求される溶接後の熱処理が必要です。-
Q: 石油とガスの注文には衝撃試験が必要ですか?
非常に頻繁にそうです。衝撃試験は、すべての場合においてこれらのグレードの基本材料表に含まれていないため、試験温度、エネルギーレベル、サンプリング周波数を購入仕様書に記載する必要があります。
Q: 30CrMo は資格なしで直接代替品として使用できますか?
いいえ。同等の化学的性質を使用する場合でも、代替品は化学的試験、機械的試験、および関連する場合には非破壊試験によって認定される必要があり、エンドユーザーの仕様によって受け入れられる必要があります。-
