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個人分類：學術研究

Mar 19 Wed 2008 11:34
H13熱作模具鋼的化學成分及其改進和發展的研究www.tool-tool.com

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應用鋼的強韌化設計和金屬學原理的相關理論,本文相當詳盡地分析了H13鋼的化學成分及其對鋼的組織結構和性能的影響,同時闡明瞭近年來國內外對H13鋼成分的改進和發展方面的工作,旨在促進人們能更進一步開展開發、製造和處理H13鋼的研究。

關鍵詞:H13鋼,化學成分,顯微組織,工具鋼設計

On the Chemical Composition of H13 Hot Work Tool Steel and It’s Development
PAN Xiaohua, ZHU Zuchang

Astract:
In this paper the authors apply relative theories of alloy steel design for strengthening and toughening and principles of physical metallurgy to the analyses in some detail of the chemical compositions of H13 hot work tool steel and the effects of the ones upon the microstructures and properties. In the next place we explain the improvement and development on the chemical composition in recent years. The purpose is in order to better prompt an investigation into the development, manufacture as well as heat treatment of H13 steel.

Keyword: h13 steel, chemical composition, microstructure, tool steel design

1．前言

　　熱作模具鋼要求材料具有高的淬透性、高的高溫強度、高的耐磨性、高的韌度、高的抗熱裂能力和高的耐熔損性能等。在美國,熱作模具鋼分為三種：鉻熱作模具鋼、鎢熱作模具鋼和鉬熱作模具鋼,都冠以H字母,分別表示為H10~H19、H21~H26和H42、H43等。其中前兩種鋼的含碳量在 (0.30~0.50)﹪範圍,後種鋼的含碳量在(0.50~0.70)﹪範圍內,三種鋼的Cr、W、Mo和V合金元素的總含量在(6~25)﹪範圍。

　　H13鋼是使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼種,它的主要特性是[1]：（1）具有高的淬透性和高的韌性；（2）優良的抗熱裂能力，在工作場合可予以水冷；（3）具有中等耐磨損能力，還可以採用滲碳或滲氮工藝來提高其表面硬度，但要略為降低抗熱裂能力；（4）因其含碳量較低，回火中二次硬化能力較差；（5）在較高溫度下具有抗軟化能力，但使用溫度高於540℃（1000℉）硬度出現迅速下降（即能耐的工作溫度為540℃）；（6）熱處理的變形小；（7）中等和高的切削加工性；（8）中等抗脫碳能力。更為令人注意的是,它還可用於製作航空工業上的重要構件。

　　航空及宇航工業發展要求其構件採用具有高強度、高韌度和高屈強比的材料,人們已經知道[2],鋼鐵材料要能與鈦合金相競爭,其拉伸強度必須達到1600～1700MPa,其斷裂韌度KIC125MPa√m 的水平。對飛行器,隨飛行速度與音速的比值(稱為馬赫數,Ma,)的增加,要求構件能承受500℃或更高溫度的能力,為此須採用具有二次硬化能力的鋼材。人們正是從熱作模具鋼受到啟發,將之作為一種超高強度鋼加以應用和開展相當類型的超高強度鋼的研究。

　　本文將結合鋼的強韌化理論和金屬學原理來對H13鋼的化學成分進行分析,並闡明目前在國際上其發展的概況。由於篇幅所限,關於本文中涉及的更詳盡技術資料可以登陸我們公司網站 www.hefchina.com.cn 搜索。

2. H13鋼的化學成分的分析

　　H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼,在世界上的應用極其普遍,同時各國許多學者對它進行了廣泛的研究,並在探究化學成分的改進。鋼的應用廣泛和具有優良的特性,主要由鋼的化學成分決定的。當然鋼中雜質元素必須降低,有資料表明,當Rm在1550MPa時,材料含硫量由0.005%降到0.003%,會使衝擊韌度提高約13 J^[2]。十分明顯,NADCA 207-2003標準就規定:優級(premium)H13鋼含硫量小於0.005%,而超級(superior)的應小於0.003%S和0.015%P。下面對H13鋼的成分加以分析。

　　2．1 碳：美國AISI H13，UNS T20813，ASTM（最新版）的H13和FED QQ-T-570的H13鋼的含碳量都規定為（0.32~0.45）%，是所有H13鋼中含碳量範圍最寬的。德國X40CrMoV5-1和1.2344的含碳量為（0.37~0.43）%，含碳量範圍較窄，德國DIN17350中還有X38CrMoV5-1的含碳量為（0.36~0.42）%^[3]。日本SKD 61的含碳量為（0.32~0.42）%[3,4]。我國GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量為（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分別與SKD61和AISI H13相同。特別要指出的是：北美壓鑄協會NADCA 207-90[5]、207-97^[6]和207-2003^[7]標準中對H13鋼的含碳量都規定為（0.37~0.42）%。

　　鋼中含碳量決定淬火鋼的基體硬度，按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關係曲線可以知道,H13鋼的淬火硬度在55HRC左右^[8]。對工具鋼而言，鋼中的碳一部分進入鋼的基體中引起固溶強化。另外一部分碳將和合金元素中的碳化物形成元素結合成合金碳化物。對熱作模具鋼,這種合金碳化物除少量殘留的以外，還要求它在回火過程中在淬火馬氏體基體上瀰散析出產生兩次硬化現象。從而由均勻分佈的殘留合金碳化合物和回火馬氏體的組織來決定熱作模具鋼的性能。由此可見，鋼中的含C量不能太低。

　　含5%Cr的H13鋼應具有高的韌度，故其含C量應保持在形成少量合金C化物的水平上。Woodyatt 和Krauss^[9]指出在870℃的Fe-Cr-C三元相圖上,H13鋼的位置在奧氏體A和（A+M3C+M7C3）三相區的交界位置處較好。相應的含C量約0.4%(見圖1)^[9]。圖上還標出增加C或Cr量使M7C3量增多,具有更高耐磨性能的A2和D2鋼以作比較。另外重要的是,保持相對較低的含C量是使鋼的Ms點取於相對較高的溫度水平(H13鋼的Ms一般資料介紹為340℃左右)，使該鋼在淬冷至室溫時獲得以馬氏體為主加少量殘餘A和殘留均勻分佈的合金C化物組織，並經回火後獲得均勻的回火馬氏體組織。避免使過多殘餘奧氏體在工作溫度下發生轉變影響工件的工作性能或變形。這些少量殘餘奧氏體在淬火以後的兩次或三次回火過程中應予以轉變完全^[2]。這兒順便指出，H13鋼淬火後得到的馬氏體組織為板條M+少量片狀M+少量殘餘A。經回火後在板條狀M上析出的很細的合金碳化物的照片可見圖2^[9]，國內學者也作了一定工作^[14]。
　　
　

圖1 Fe-Cr-C系870℃水平截面部分相圖

圖2 H13鋼淬火回火的TEM組織

　　眾所周知，鋼中增加碳含量將提高鋼的強度，對熱作模具鋼而言，會使高溫強度、熱態硬度和耐磨損性提高，但會導致其韌度的降低。學者在工具鋼產品手冊文獻[11]中將各類H型鋼的性能比較很明顯證明了這個觀點。通常認為導致鋼塑性和韌度降低的含碳量界限為0.4%。為此要求人們在鋼合金化設計時遵循下述原則:在保持強度前提下要盡可能降低鋼的含碳量,有資料已提出:在鋼抗拉強度達1550MPa以上時,含C量在0.3%-0.4% 為宜^[2]。H13鋼的強度Rm，有文獻介紹為1503.1MPa(46HRC時)和1937.5MPa(51HRC時)。

　　查閱FORD和GM公司資料^[12，13]推薦的TQ-1、Dievar和ADC3等鋼中的含C量都為0.39%和0.38%等，相應的韌度指標等列於表1，其理由可由此管窺所及。

　　對要求更高強度的熱作模具鋼，採用的方法是在H13鋼成分的基礎上提高Mo含量或提高含碳量，這將在後面還會論及，當然韌度和塑性的略為降低是可以預料的。

表1 FORD、 GM公司推薦的部分H13鋼

　　2.2 鉻：鉻是合金工具鋼中最普遍含有的和價廉的合金元素。在美國H型熱作模具鋼中含Cr量在2%~12%範圍。在我國合金工具鋼（GB/T1299）的37個鋼號中,除8CrSi和9Mn2V外都含有Cr。鉻對鋼的耐磨損性、高溫強度、熱態硬度、韌度和淬透性都有有利的影響，同時它溶入基體中會顯著改善鋼的耐蝕性能，在H13鋼中含Cr和Si會使氧化膜緻密來提高鋼的抗氧化性。再則以Cr對0.3C-1Mn鋼回火性能的作用來分析，加入﹤6% Cr對提高鋼回火抗力是有利的，但未能構成二次硬化；當含Cr﹥6%的鋼淬火後在550℃回火會出現二次硬化效應。人們對熱作鋼模具鋼一般選5%鉻的加入量。

　　工具鋼中的鉻一部分溶入鋼中起固溶強化作用，另一部分與碳結合,按含鉻量高低以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6形式存在，從而來影響鋼的性能。另外還要考慮合金元素的交互作用影響，如當鋼中含鉻、鉬和釩時，Cr>3%^{[14]< /sup>時，Cr能阻止V4C3的生成和推遲Mo2C的共格析出，V4C3和Mo2C是提高鋼材的高溫強度和抗回火性的強化相<>[14]}，這種交互作用提高該鋼耐熱變形性能。

　　鉻溶入鋼奧氏體中增加鋼的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni都與Cr一樣是增加鋼淬透性的合金元素。人們習慣用淬透性因子加以表徵,一般國內現有資料[15]還只應用Grossmann等的資料,後來Moser和Legat[16,22]的更進一步工作提出由含C量和奧氏體晶粒度決定基本淬透性直徑Dic和合金元素含量確定的淬透性因子(示於圖3中)來計算合金鋼的理想臨界直徑Di,也可從下式作近似計算:
Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni (1)
(1)式中各合金元素以質量百分數表示。由該式，人們對Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素影響鋼淬透性有相當明確的半定量瞭解。

圖3 鋼中常用合金元素的淬透性因子

Cr 對鋼共析點的影響，它和Mn大致相似，在約5%的含鉻量時，共析點的含C量降到0.5%左右。另外Si﹑W﹑Mo﹑V﹑Ti的加入更顯著降低共析點含 C量。為此可以知道：熱作模具鋼和高速鋼一樣屬於過共析鋼。共析含C量的降低，將增加奧氏體化後組織中和最後組織中的合金碳化物含量。

鋼中合金C化物的行為與其自身的穩定性有關，實際上，合金C化物的結構、穩定性與相應C化物形成元素的d電子殼層和S電子殼層的電子欠缺程度相關 [17]。隨著電子欠缺程度下降，金屬原子半徑隨之減小，碳和金屬元素的原子半徑比rc/rm增加，合金C化物由間隙相向間隙化合物變化，C化物的穩定性減弱，其相應熔化溫度和在A中溶解溫度降低，其生成自由能的絕對值減小，相應的硬度值下降。具有面心立方點陣的VC碳化物，穩定性高，約在 900~950℃溫度開始溶解，在1100℃以上開始大量溶解（溶解終結溫度為1413℃）[17]；它在500~700℃回火過程中析出，不易聚集長大，能作為鋼中強化相。中等碳化物形成元素W 、Mo形成的M2C和MC 碳化物具有密排和簡單六方點陣，它們的穩定性較差些，亦具較高的硬度、熔點和溶解溫度，仍可作為在500~650℃範圍使用鋼的強化相。M23C6(如 Cr23C6等)具有複雜立方點陣，穩定性更差，結合強度較弱，熔點和溶解溫度較低（在1090℃溶入A中），只有在少數耐熱鋼中經綜合合金化後才有較高穩定性（如（CrFeMoW）23C6,可作為強化相。具有複雜六方結構的M7C3(如Cr7C3、 Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)的穩定性更差，它和Fe3C類碳化物一樣很易溶解和析出，具有較大的聚集長大速度，一般不能作為高溫強化相 [17]。

　　我們仍從Fe-Cr-C三元相圖可以簡便瞭解H13鋼中的合金碳化物相。按Fe-Cr-C系700℃[18~20]和 870℃[9]三元等溫截面的相圖,對含0.4%C鋼中,隨Cr量增加會出現（FeCr）3C（M3C）和（CrFe）7C3(M7C3)型合金碳化物。注意在870℃圖上,只有含Cr量大於11%才會出現M23C6）。另外根據Fe-Cr-C三元繫在5%Cr時的垂直截面,對含0.40%C的鋼在退火狀態下為α相（約固溶1% Cr）和（CrFe）7C3合金C化物。當加熱至791℃以上形成奧氏體A和進入（α+A+M7C3）三相區,在795℃左右進入（A+M7C3）兩相區,約在970℃時,（CrFe）7C3消失,進入單相A區。當基體含C量﹤0.33%時,在793℃左右才存在（M7C3+M23C6和A）的三相區, 在796℃進入（A+M7C3）區（0.30%Ｃ時），以後一直保持到液相。鋼中殘留的M7C3有阻止A晶粒長大的作用。Nilson提出，對1.5%C -13%Cr的成分合金，欠穩定（CrFe）23C6不形成[20]。當然,單以Fe-Cr-C三元系分析會有一些偏差,要考慮加入合金元素的影響。

　提醒注意：國內有些作者對於這點的看法尚有不足[21]。

　對H13改進型熱作模具鋼，含Cr成分有兩種範圍：低Si高Mo的 Cr5.0%型和Cr2.6%型，下面還會論述。

　順便提一下，較高含鉻的鋼淬火並在550～450℃回火後慢冷會具有第二類回火脆性，所以對回火後的冷卻要予以充分注意。

　　2.3 Mn：幾乎所有商業用鋼都含一定數量的Mn。鋼中含有Mn可以改變鋼在凝固時所形成的氧化物的性質和形狀。同時它與S有較大的親合力,可以避免在晶界上形成低熔點的硫化物FeS，而以具有一定塑性的MnS存在,從而消除硫的有害影響,改善鋼的熱加工性能[18]。在美國熱作模具鋼中H21~26和 H41~43的含錳量均在(0.15~0.40)%範圍內,H10~19的含錳量高於該範圍。

　　Mn具有固溶強化作用,從而提高鐵素體和奧氏體的強度和硬度,雖然其固溶強化效果不及碳、磷和硅,但其對鋼的延展性幾乎沒有影響。在鐵素體-珠光體型鋼中Mn是唯一可使屈服強度增加又使冷脆轉變溫度變化最小的合金元素。

　　錳是弱碳化物形成元素,它可溶入滲碳體中形成合金滲碳體(Fe,Mn)3C,其形成可降低系統的自由能,即取於更穩定狀態（注意Fe3C中的Fe可全部為Mn所取代,而Cr只可在Fe3C中固溶18%~20%(原子分數)）。

　　錳溶入奧氏體中能強烈增加鋼的淬透性,同時強烈減低鋼的Ms點。Andrewn[9]提出的Ms(℃)公式(適用於～0.6%C,～4.9%Mn,～5%Cr,～5%Ni和～5.4%Mo鋼)為:
Ms(℃)=539-423C-30.4Mn-12.1Cr-17.7Ni-7.5Mo (2)

　　關於淬透性的提高,已在前節作了說明。降低Ms點和增加淬火鋼中的殘餘奧氏體量相聯繫,從而為設計微變形鋼提供途徑。有報道,高精度冷作模具鋼CrMn2SiWMoV中Mn的量為(2.10~2.40)%。

　　Mn加入鋼中使Ac1、Ac3、Ar1和Ar3降低，這與細化鐵素體和珠光體相聯繫，又會減薄碳化物片, 對F-P型鋼的強化起積極作用。同時有資料介紹Mn和Ni類似有提高鋼的韌度的作用。

　　H13型二次硬化型模具鋼，其含Mn量在(0.20～0.60)%範圍。對改進型熱作模具鋼（如QRO90 super,Super Me和HOTVAR）含Mn在0.75%，處於較高的水平,與低Si高Mo型H13型鋼Mn含量在(0.40~0.55)%範圍(如ASSAB公司的 Dievar鋼)成明顯對照。

　　2.4 Si: 硅是一個對鐵素體進行置換固溶強化非常有效的元素,僅次於磷，但同時在一定程度上降低鋼的韌度和塑性。一般都將Si限制在鋼脫氧需要的範圍內。如果將Si作為合金元素加入鋼中,其量一般≮0.40%。

　　置換固溶強化一般引起鐵的球面對稱畸變,它能與刃形位錯產生彈性交互作用，一般不與螺形位錯產生交互作用而阻止其運動。這樣它與C、N原子的間隙固溶強化相比屬於弱強化。人們已經知道：置換固溶的抗拉強度增值ΔRm為[17]：
ΔRm = K×（X）n (3)
　　式中 X為溶質原子的質量百分數，n為係數，一般n≈0.75，K為強化係數，它反映合金元素的強化能力，對Si Ksi=75850 MPa；而KMn=48260MPa；KMo=61190MPa。

　　Si的固溶使鐵素體基體的點陣常數變小，其原子半徑0.118nm，α-Fe為0.126nm，由此可見，使點陣常數縮小的固溶合金元素具有較有效的強化作用。

　　Si也為提高回火抗力的有效元素。Si降低碳在鐵素體中的擴散速度，使回火時析出的碳化物不易聚集，增加回火穩定性。另外，Si雖然不推遲ε 碳化物的生成，但它可固溶於ε碳化物，並提高其穩定性，延遲ε→θ轉變。第一類回火脆性與ε→θ轉變和沿馬氏體條間界分佈形成連續薄膜有關，延遲ε→θ轉變便意味著提高第一類回火脆性發生溫度或抬高回火溫度-硬度曲線，可使回火馬氏體的ε碳化物與基體保持共格和均勻分佈，使回火馬氏體保持有良好的強韌性配合[17]。有資料表明，含1%Si相應可提高回火溫度30～50℃，對0.45C-5Cr-2Mn鋼，Si量從0.07%提高至1.0%可在 (550~650)℃回火時獲得較高硬度。但是，Si加入量過多，會使碳化物聚集的過時效速度增大，以至於難以控制，這樣，其加入量限制在0.75%是比較合適的。

　　另外，Si易使鋼呈現帶狀組織，使鋼的橫向性能比縱向性能差，也使鋼的脆性轉折溫度升高；Si還具有促進鋼的脫碳敏感性；但Si有利於高溫抗氧化性的提高。

　　美國H型熱作模具鋼中H21~26和H41~43以及H19的Si含量最大為0.40%或略高，而H10~14鋼的含Si量為（0.80～1.25）%，屬含較高Si量的鋼。

　　2.5 Mo：Mo溶於Fe中也具固溶強化的作用，Mo溶解於A中能提高鋼的淬透性，這在前面已有論述。

　　這兒應明確指出，Mo明顯推遲珠光體轉變，但對貝氏體轉變的影響不大，具體表現為：在鋼中只要加入0.25~1.0%的Mo量，便足以使珠光體轉變和貝氏體轉變的區域分開，（Cr﹥ 2%和 V﹥ 0.5%也有相類似的作用）。

　　Mo是作為使鋼具有二次硬化的主要合金元素加入的，現在普遍認為，這是由於在回火時馬氏體中析出Mo2C造成。Mo可與C形成Mo2C和MoC 合金碳化物，還可隨回火溫度升高轉變為M6C。具有密排六方點陣的Mo2C在馬氏體板條內，亞晶界上以平行的細針狀（二維為層片狀）析出，顯然，這種析出必須按單獨形核機制（separate nucleation）。TEM研究指出，析出的位向關係為：（1102）Mo2C∥（010）α，[1101]Mo2C∥[100]α,[1120] Mo2C∥[001]α 。Mo2C和基體共格，從而導致二次硬化。Honeycombe認為，Mo2C形成初期是Mo和C原子沿馬氏體的﹛100﹜面偏聚，形成象Al-Cu合金時效時出現的G-P區相似的組織[2]。鋼中加入W和V形成W2C，VC的合金碳化物，也會具有二次硬化作用。另外再加入Cr和Co可以強化二次硬化效應。但要注意，為使鋼中W和V的碳化物溶解進入A中，需要採用較高的奧氏體化溫度，易引起奧氏體晶粒粗化而帶來不良影響。所以常以優選Mo為最佳的二次硬化合金化元素。一般為了產生二次硬化效應，要求Mo的加入量不低於1.0%，加入3%Mo時可取得接近極值的效果。當加入量為2.0%～2.5%時，可獲得最合經濟和有效的效果[17]。Mo具有比Cr更強烈的碳化物形成傾向，在5%Cr的熱作模具鋼中，Mo2C先於Cr7C3形成。前已述，M7C3不能作為二次硬化的高溫強化相，而且它在回火馬氏體中的形成是以原位析出（in-situ）機制，不會發生瀰散析出。為此，Mo的二次硬化的硬化強度和其最大硬化強度對應的溫度皆高於Cr的相應值，同時，Mo2C的過時效速度亦較低（即不易聚集長大）。這三個條件是衡量二次硬化有效性的三個主要指標。

　　Mo會提高鋼的脫碳氧化敏感性，一般認為含3% Mo是使鋼發生脫碳敏感的臨界加入量。

　　對含（2~3）% Mo的鋼，為了提高鋼的淬透性，常常還得加入（1～2）%的鉻。

　　2.6 V：V是置換固溶強化鐵素體和形成奧氏體圈的元素。它和C，N的親和力強。人們已知過渡族金屬與C的親和力因為其d電子殼層電子未填滿，碳原子將其價電子填入過渡族金屬d電子殼層。對VC，rc/rm =0.57（ ﹤0.59），形成間隙相化合物，具有FCC點陣結構，但在點陣的正八面體間隙並不都有碳原子，即存在碳原子缺位，這樣，碳化釩並不嚴格按化學式，一般表示為V4C3（VC0.98～0.75），所以其點陣常數和硬度在一定範圍內變化。VC的ΔG298O為‐83.7kJ∕mol[25]，熔點為 2830℃,硬度為2400HV，其殘留在鋼內將有利於耐磨性提高。其全部溶於A的溫度為1413℃。

　　V在工具鋼中的主要作用是細化鋼的晶粒和組織，增加鋼的回火穩定性和增強二次硬化效應。一般介紹，V加入0.05%可細化晶粒，隨加入量增加，細化效果加強。因為既使溫度趨近700℃ ，V的碳化物穩定性仍高，仍能保持細小,所以V是有效阻止A晶粒粗化的元素，也是在高溫下服役的鋼的重要合金化元素,下文還有論述。

　　 V和Mo，W一樣溶入基體中提高 α–Fe的自擴散激活能，另外它偏聚在位錯線附近形成氣團，與位錯產生交互作用阻止其滑移，阻止位錯網絡的重新排列形成胞狀亞結構，增加馬氏體的回復再結晶抗力，增加回火穩定性。再則，加入0.5%V，依籍V4C3的沉殿亦可產生二次硬化效應，且隨V量增加有向高溫推移的趨勢，硬化強度提高，過時效速度亦較低，但要使V4C3溶入A中，加熱溫度要較高,(有介紹對含V的低合金及微合金低碳F-P型鋼在950 ℃奧氏體化後正火便能產生有效的沉殿硬化和在1150℃正火顯示最佳的沉殿硬化，這點可籍以參考)。需要採用高的奧氏體化溫度會引起A晶粒粗化，及鋼的缺口衝擊韌度降低，如V在0.5%附近時。在2%Mo鋼中加入0.5%V尚不足構成V4C3，而V會固溶於Mo2C。V原子半徑為0.135nm（Mo為 0.145nm），不增大點陣錯配度，但因為V和C的親和力大，會提高Mo2C的穩定性，即增加二次硬化的有效性，使二次硬化的峰值溫度提高。

　　V的碳化物形成為小的細片,起始片寬﹤5nm，厚不大於1nm，在550~650℃ 範圍析出於F晶粒內的位錯線上，產生明顯的二次硬化作用，在550℃ 早期沉殿階段，碳化物與基體共格，在<010>α 和<110>vc之間的錯配度僅為3%，位向關係為｛100｝VC∥｛110｝α（Baker/Nutting）然而在700℃回火，碳化物片迅速粗化和開始球化，但馬氏體片仍保持著，待700℃長時間回火後才變為等軸狀鐵素體晶粒[22]。

　　在鋼中加入高於0.5％ V可形成穩定V4C3,並引起二次硬化,其峰值溫度約為(600～625)℃,（Mo的二次硬化峰值溫度約為570℃～580℃）,對0.40％C- 2Cr-2Mo-0.5V鋼的回火，由於Mo量較高最終會形成M6C（如Fe3Mo3C）,M6C為原位形核機制析出,二次硬化作用不明顯。

3. H13鋼的發展

　　由上面的分析，人們對0.4％C-5％Cr-1％Mo-1％Si-V的H13鋼的化學成分會有較明確的認識，同時也對目前國際上對其成分向低Si高Mo的發展有進一步瞭解。

　　日本田部博輔[4]明確指出SKD61（相當於H13鋼）的發展的第一階段是對該鋼由常規熔煉方法向真空脫氣，爐外精煉和電渣重熔(ESR)發展，並採用均勻化處理方法來改善鋼材內部質量，減少偏析，致在追求H13鋼材質和性能的提高；同時在熱處理方法上改進來提高工具和模具製品的性能和減少變形，採用真空高壓氣淬（如10bar 氮氣）和油冷或階段淬火等防止晶界C化物的析出和發生貝氏體轉變以求得韌度的改善。發展的第二階段是對SKD61鋼進行成分改進，其主要是向低Si高Mo 方向發展。低Si化方向最初是從對大型鋼塊內部偏析大大改善的低Si-VCD煉鋼技術受到啟發；另一方面高Mo化方向是由德國X40CrMoV5-3 （1.2367）和3Cr型SKD61鋼具有優良的高溫強度和淬透性來確定的。在這兩種技術背景下進行研究開發低Si（＜0.25％）高Mo （2～3.5％）的H13改進的熱作模具鋼。

　　對於Si量降低的作用有：1)ˇ形或Λ形偏析減輕；2)宏觀組織均勻化；3)微觀凝固組織的樹枝晶細化；4)減少凝固時凝固界面上的成分過冷；5)共晶碳化物的減少6)奧氏體結晶細化；7)塑性和韌度提高；8)高溫疲勞裂紋擴展速度減小； 9)蠕變裂紋擴展速度減低；10)淬火冷卻抑制貝氏體轉變；11)抗熱裂性提高，但帶來的不足是切削性能降低，有關改良的方法在繼續研究中。

　　對於高Mo的優點有：1)提高淬透性，抑制晶界碳化物的析出和貝氏體轉變；2)提高回火抗力；3)提高高溫強度和高溫蠕變強度；4)提高抗熱裂能力；5)提高韌度；6)共晶碳化物細化和碳化物分佈均勻。關於抑制貝氏體轉變有資料報道，對610×203×500mm的H13模塊經3bar（約 3atm）氮氣氣淬後心部和表面的貝氏體量達70％和40％，而對低Si高Mo SKD61鋼相應僅有2％和1％。

　　共晶碳化物的細化和碳化物分佈均勻與Mo加入鋼中可降低鋼的結晶溫度以及使鋼的凝固溫度區間變窄有關，這與W高速鋼改成Mo高速鋼不出現魚骨狀共晶C化物和鍛後可獲得滿意的碳化物分佈很相似。
鋼凝固中液相線與固相線之間溫度區間的變窄能減小凝固時液固界面上的成分過冷。對合金凝固中的液固相界面前沿處不出現成分過冷的臨界溫度梯度Gc可用下式表示[23]：
Gc＝（-mR／D）（1-Ko）（CL）x （3）

　　式中D為液相中溶質原子的擴散係數，m為液相線斜率，R為液固界面移動速度，Ko為x處固相和液相中溶質的濃度Cs和CL的比值，即Ko= （Cs／CL）x，稱為平衡分配係數，Cs和CL可以從平衡相圖上查得，如果Cs＜CL則Ko＜1，對Fe-Si和Fe-Mo相圖均屬於Ko＜1的情況 [24]，這時液相線和固相線的斜率均為負數。因為要瞭解低Si高Mo型H13鋼的液相線和固相線區間變窄對凝固組織和偏析的影響，我們在這兒可假設認為原H13鋼和低Si高Mo H13鋼的液相線斜率和 CL 值相差不大，又將 R 看作為近似相等，僅只考慮變化的是 Ko 。由上述已知（Cs）Ⅱ＞（Cs）Ⅰ，則KoⅡ＞KoⅠ，按式（3）可知（Gc）Ⅱ＜（Gc）Ⅰ，其中Ⅰ和Ⅱ分別表示原H13型鋼和低Si高Mo H13型鋼相應的液固相凝固情況。人們已經知道，Gc小的話，這種合金在凝固時液固相界面附近不易出現成分過冷。根據這一觀點顯然可以推知：低Si高Mo 的H13型鋼在凝固時不易出現成分過冷現象。它和原H13型鋼的Gc和成分過冷範圍的比較示意表示於圖4中。液固界面上成分過冷區很小，則不易出現樹枝晶或會出現胞狀柱晶，當然就可避免嚴重的枝晶偏析，而胞狀晶的偏析程度是較輕微的。

圖4 H13鋼（Ⅰ）和低Si高MoH13鋼(Ⅱ)凝固時的成分過冷示意圖

　　以合金元素Cr，Mo和V加入鋼中，對鋼二次硬化峰值溫度來看，相應為500℃，(570～580)℃和(600～625)℃。為此，為了讓 H13鋼的使用溫度進一步提高，必須以V進行合金化，讓原來以Mo2C引起的二次硬化作用改變為以V4C3引起的二次硬化。但前面的分析已明確指出，雖然高於0.5％V可形成高穩定性的V4C3合金碳化物，依賴V4C3在回火馬氏體基體上的共格瀰散析出產生明顯的二次硬化，但要讓V4C3合金碳化物溶入A 中，需採用1050℃以上的奧氏體化溫度，這會導致A晶粒的粗化，不利於工件的塑性和韌度的提高。為了克服A晶粒粗化的弊病，必定要使鋼內存在穩定性更高的細小顆粒的碳化物來足以阻止A晶界的遷移。這樣，人們自然想到了Nb和Ti，依靠穩定性比V4C3高的NbC和TiC。又由於Ti有一定的弊病，面心立方結構的NbC就作為首選，這是國內學者合金化設計的主要思路。俞德剛[17]指出：Nb的加入量達0.04％便表現出有效的晶粒細化能力。NbC合金碳化物的有效程度首先取決Nb在奧氏體中的溶解度，Nb在奧氏體化溫度下的溶解度用下式表示：
log〔Nb〕×〔C〕＝2.96－7510／T ⑷

奧氏體中NbC的溶解度比VC和TiC低。
其次取決於NbC的低的形成自由能值，我們可以查得NbC的形成標準自由能ΔG2980＝-139.2KJ／mol[25]。由金屬學原理知道，隨ΔG的降低（絕對值的增大），均勻形核r*或非均勻形核的臨界核心尺寸r*非變小[23]：

r*非＝-2γ／ΔGv ⑸

　　式中γ為界面能，ΔGv這兒可看作為碳化物的形成自由能。請注意r*值小是瀰散析出強化的前提要求。有報導，質點直徑達10-10m數量級會有制止變形後亞結構的恢復和奧氏體再結晶的作用[26]。同時NbC在奧氏體中的溶解終結溫度為2876℃，即說明NbC在一般的奧氏體化溫度（如 1070℃）是不會全溶解掉的，能確實起到制止A晶粒粗化的作用。

　　我國早在上世紀80年代開展研究，並列入航空部標準的 3Cr3Mo3VNb鋼[27]中加入V的量為（0.60～0.80）％，加入Nb的量約 (0.08~0.15)%。該鋼具有降低加熱時的過熱敏感性,高溫強度高,熱穩定性高,塑性韌度高,耐冷熱疲勞性好和耐熱磨損性優良特點,可用於製作鋁合金、銅合金壓鑄模、不銹耐熱鋼和高溫合金精鍛模具等。我們認為，上述的分析將提供了有力的說明。李麟和吳曉春[28]對新型模具鋼合金成分設計中也考慮加入鈮，指出4Cr5Mo3SiVNb鋼在650℃回火時仍保持45HRC硬度和能進一步提高綜合機械性能。

　　 Uddeholm公司為了開發耐溫度達650℃時具有高壽命的熱作模具鋼，提出含碳含硅較高的低Cr高Mo的HOTVAR專利鋼。該鋼同時兼具優良的耐熱磨損性、高溫強度和熱態硬度，特別適用於製作易於在熱磨損或塑性變形條件下失效的模具。這些模具有鋁管擠壓模具，熱彎曲、熱校正模，進級鍛打、擺鍛、滾鍛和溫鍛（在650℃~950℃範圍內鍛造）條件下工作的模具等。該鋼相應的化學成分為：0.55C-1.0Si-0.75Mn-2.6Cr -2.25Mo-0.85V[29]。這也是具有特色的工作。

　　本文相當詳盡從鋼的強韌化設計和金屬學原理相關理論出發分析H13鋼的化學成分及其對鋼的組織結構和性能的影響,闡明近年來國內外H13鋼的成分改進和發展,以使人們能更好研究開發、製造和處理H13鋼,並生產出高質量、低成本的模具製成品,走向國際,創建名牌。為了更進一步提高模具使用壽命,對模具的表面進行改性[30],已愈來愈得到人們的青睞。

4. 結束語

　　H13熱作模具鋼屬於具有二次硬化效應的超高強度鋼。應用鋼的強韌化設計和金屬學原理相關理論可以相當完善的分析和確定H13鋼的化學成分,並瞭解化學成分對鋼的組織結構和性能的影響。在此基礎上,國內外很多學者正在努力探究和拓展H13鋼,以獲得具有較低冶煉成本、合金化最合理的、又具有最佳組織結構和優良性能的鋼種。現在,低Si高Mo的合金化途徑和加入Nb合金化的方法是H13鋼成分設計上的兩種趨勢。經合理合金化的高性能材料,採用優化的熱處理方法和表面改性方法,一定能確保製造出高服役壽命的模具。

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Mar 19 Wed 2008 11:00
模具 www.tool-tool.com

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模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具。也就是通常人们说的模子，比如电视机、电话机的外壳、塑料桶等商品，是把塑料加热软件注进模具冷却成型生产出来的。蒸饭锅也是由金属平板用模具压成这样的形状。任何商品都是用模具制造出来的。可以说没有模具就没有产品的生产。

模具是在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。

模具具有特定的轮廓或内腔形状，具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁；内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。

模具一般分为两个部分：动模和定模，或凸模和凹模，它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中，分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上；在挤压、压铸和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等施加在坯料上，模具承受的是坯料的胀力。

模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件项出装置等，这些部件一般都是制成通用型，以适用于一定范围的不同模具。

模具的应用极为广泛，大量生产的机电产品，如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等，以及日用器具的制造都应用大量模具。

模具基本上是单件生产的，其形状复杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量，直接影响产品的质量、成本和新产品研制。因此，模具生产的水平是机械制造水平的重要标志之一。

加工金属的模具按所采用的加工工艺分类，常用的有：冲压模，包括冲裁模、弯曲模、拉深模、翻孔模、缩孔模、起伏模、胀形模、整形模等；锻模，包括模锻用锻模、镦锻模等；以及挤压模和压铸模。用于加工非金属和粉末冶金的模具，则按加工对象命名和分类，有塑料模、橡胶模和粉末冶金模等。

冲压模是用于板料冲压成形和分离的模具。成形用的模具有型腔，分离用的模具有刃口。最常用的冲压模只有一个工位，完成一道生产工序。这种模具应用普遍，结构简单，制造容易，但生产效率低。为提高生产率，可将多道冲压工序，如落料、拉深、冲孔、切边等安排在一个模具上，使坯料在一个工位上完成多道冲压工序，这种模具称为复合模。

另有将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在一个模具的不同工位上，在冲压过程中坯料依次通过多工位被连续冲压成形，至最后工位成为制件，这种模具称为级进模，又称连续模。

冲压模的特点是：精度高，尺寸准确，有些冲裁模的凸模与凹模的间隙近于0；冲压速度快，每分钟可冲压数十次至上千次；模具寿命长，有些硅钢片冲裁模寿命在几百万次以上。

煅模是用于热态金属模锻成形的模具。模锻时，坯料往往经过多次变形才能制成锻件，这就需要在一个模块上刻有几个型腔。金属依次送至各个型腔，并在型腔内塑性流动，最后充满型腔，制成锻件。在模锻成形中，坯料很难与终锻时的型腔体积相等，为了避免废品，常选用稍大一些的坯料。为此，在终锻模的上、下模分界面的型腔四周设有飞边槽，以存贮多余的金属，成形后将飞边切去。

锻模的技术特点是：有多个形式复杂的型腔；工作条件恶劣，1000℃以上炽红的钢在模具型腔内变形和流动冲刷；模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的压下；在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态。因此，模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性。热锻时还须有较高的温度强度和硬度，并经过强韧化热处理。

挤压模是用于将金属挤压成形的模具。正挤压模有一个静止的凹模和放置坯料的挤压筒，以及对坯料施加压力的冲头。反挤压模的挤压筒为凹模，冲头为凸模。由于金属需要在很大的压强下才能从凹模挤出成形，因此，挤压筒和反挤压的凹模需要有很高的强度，故常采用多层预应力组合结构。冲头和凸模的工作长度宜短，避免在高的压应力下发生不稳和弯曲。

压铸模是安装在压铸机上的，能够将液态金属在高压下注入型腔，并保压至金属凝固、成形的模具。它主要用于铝、锌、铜件，也可用于钢件。压铸模的结构与塑料注射模类似，它由动模与定模构成型腔，用型芯做铸件的孔腔。金属在型腔内冷却、凝固后抽出型芯，分开模具。

压铸件一般壁薄中空，有众多台、筋，形状结构复杂，尺寸要求较精确，表面较光洁。由于金属在熔融的高温下成形，因此压铸模需要采用耐高温的材料制造。

塑料模是用于塑料成形的模具。随着塑料工业的发展，塑料模需求量日益增多，其产量已占各类模具产量的首位。常用的塑料模有注射模、压塑模和挤塑模等。

塑料模工作时，所承受的压力、温度都不高，但制件数量很大，表面要求特别光洁。为此，模具材料可选用预淬硬钢，即先对模具进行热处理，达到一定硬度后再进行切削加工，以防止热处理后变形，最后再进行抛磨加工，以提高表面质量。

橡胶模是主要用于轮胎、汽车蓄电池壳、鞋底等橡胶产品成形的模具。一般是将橡胶材料夹入模具内，经蒸汽加热成形，也有与塑料注射模相似的橡胶注射模。

粉末冶金模是将固体金属粉末压制成形的模具。工作时，将金属粉末定量地倒入下模，然后上模压下、闭合、成形，再用顶料装置顶出预制坯，并送入烧结炉内烧结，遂制成粉末冶金零件。

一般粉末冶金件的空隙很大，占总体积的15％左右，成形压力不大，模具结构较简单，精度、表面粗糙度要求一般，所以对模具无特殊要求。为了减少空隙、提高密度和强度，对烧结后的坯件，再进行一次热锻，通称粉末锻造，所用的模具与模锻模相似。

由于模具是进行成型加工的工具，所以要求尺寸精确、表面光洁、结构合理、生产效率高、易于自动化；并且还要制造容易、寿命高、成本低；另外还要考虑到设计符合工艺需要，经济合理等。

模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素，模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模，还要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态，以及进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，即在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。

模具的生产一般为单件、小批生产，在制造要求严格、精确。因此多采用精密的加工设备和测量装置。按结构特点，模具一般分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。

平面冲裁模可用电火花加工初成形，再用成形磨削、坐标磨削等方法进一步提高精度。坐标磨床一般用于模具的精密定位，以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控连续轨迹坐标磨床，磨削任何曲线形状的凸模和凹模。

型腔模主要用于立体形状工件的成形，因此在长、宽、高三个方向都有尺寸要求，形状复杂，制造难度较大。象冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工。将仿形铣加工与数控联合应用，和在电火花加工中增加三向平动头装置，都可提高型腔的加工质量。

计算机数控多轴铣床、坐标磨削和加工中心机床，是型腔模加工的重要设备。型腔的表面研磨和抛光一般采用电动或风动工具，配以各种研磨、抛光轮和研磨膏粉，或采用超声波研磨、挤压珩磨、化学抛光等方法。三坐标测量机和光学投影比较仪是模具制造中常用的精密测量设备。

模具是精密工具，价格昂贵，必须尽量提高使用寿命。模具的正常失效形式主要有磨损、塌陷断裂、粘合等，不同用途的模具失效形式也各不相同。提高模具寿命的途径主要是根据应用条件，合理选用模具钢和确定热处理规范。

选用在使用温度下强度高的材料可防止塌陷；提高模具硬度可以减少磨损率；较高的韧性和抗疲劳性能，以及消除电加工的硬化层及加工残余应力，可以阻碍裂纹的产生和发展，防止裂断。

表面处理、润滑和选用抗粘合性能好的模具材料，是延长模具寿命的重要措施。模具工作表面和基体的要求差异很大，很难用一种材料完全合理地满足，但可以在工作部位用镶块、堆焊、喷镀和局部强化的办法提高其综合性能。此外，合理的操作使用，是消除非正常失效、减缓正常失效的另一途径。

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Mar 19 Wed 2008 10:52
炭素鋼とは？www.tool-tool.com

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炭素鋼とは、”たんそこう”と読み（英文では carbon steel）、鉄（元素記号：Fe）と炭素（元素記号：C）の合金（英文では”Alloy”といい、複数の金属元素又は金属元素と非金属元素からなる金属様のもの）のことです。

炭素鋼は、含まれる合金元素のうち、炭素含有量（C含有量）が、最低で0.02％から最大で2.14％まで含有されている合金の一種になります。

鉄鋼材料としては、最も一般的に広く利用されている材料であり、普通鋼とも言われる場合があります。

炭素鋼に限ったことではありませんが、炭素鋼には含まれる合金元素として、炭素（C）のほかに、珪素（Si）、マンガン（Mn）、りん（P）、硫黄（S）があります。

これらの元素は、意図的に成分として入れたものではなく、炭素鋼製造時に不純物として製造時に残ったものです。

炭素鋼は、焼入れ・焼戻し・焼なまし・焼ならしなどの熱処理を施すことによって、耐力・引張強さ・伸び・絞り・硬さなどの機械的性質を大幅に改良・改善することができます。

また、炭素鋼は一般に炭素（C）含有量が多くなると、引張強さや硬さがを大きくすることができますが、その反面、伸びや絞りが減少して、切削性などに劣る性質になります。

炭素鋼は、含まれる炭素含有量（C含有量）の多い・少ないにより、以下のように分類されて呼ばれる場合があります。

低炭素鋼（C含有量：0.3％以下）
中炭素鋼（C含有量：0.3％を超え0.7％未満）
高炭素鋼（C含有量：0.7％以上）

上記のように分類されるそれぞれの炭素鋼の特徴・性質などは以下のようになります。

低炭素鋼の特徴・性質: 低炭素鋼は切削性、冷間加工性、溶接性が良好。
中炭素鋼の特徴・性質: 冷間加工性、溶接性、は低炭素鋼よりやや劣るが、焼入れ・焼戻しを行うことで強度及び靭性を兼ね備えた強靭性が得られる。
高炭素鋼の特徴・性質: 焼入れ硬化性が低炭素鋼・中炭素鋼より更に大きくなるため、工具類の材料などとして使用される。特に炭素含有量（C含有量）1％以上の鋼は炭素工具鋼（SK材）として別に規定されている。

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Mar 19 Wed 2008 10:47
炭素鋼鋼管｜炭素鋼管の種類一覧及び規格の概要www.tool-tool.com

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鋼管・パイプの種類うち、鋼管の材料・材質が炭素鋼鋼管で製造される鋼管・パイプのJIS規格を、英文（英語名）のタイトルとその規格の概要とともに以下にリストアップします。

JIS A 5525 鋼管ぐい: Steel pipe piles
概要：
土木・建築などの構造物の基礎に使用する溶接鋼管ぐいについて。
地すべり抑止用のくいを含み、地すべり抑止用の継目無鋼管及び遠心力鋳鋼管には、それぞれ、JIS G 3444 及び JIS G 5201 がある。
くいの種類には、SKK400とSKK490 の2種類がある。
種類の記号、くいの構成及び各部の呼び名、化学成分、機械的性質、溶接材料及び付属品、形状・寸法・質量・及びその許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS A 5530 鋼管矢板: Steel pipe sheet piles
概要：
土留め、締切り、構造物の基礎などに使用する鋼管矢板について。
鋼管矢板の種類には、SKY400とSKY490 の2種類がある。
鋼管矢板の記号、鋼管矢板の構成及び各部の呼び名、化学成分、機械的性質、溶接材料並びに継手・連結継手及び付属品、形状・寸法・質量・及びその許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS F 3993 作業船用船外排送管: Discharge pipes for dredger
概要：
主としてポンプしゅんせつ船に用いる船外排送管について。
船外排送管には、沈設管（海中に布設するもの）、海上管（海上に布設するもの）、陸上管（陸上に布設するもの）の3種類がある。
船外排送管の管部の材料には、呼び径400以下のものは、JIS G 3444（一般構造用炭素鋼鋼管）又はJIS G 3452（配管用炭素鋼管）に規定するSGPが用いられ、呼び径400を超えるものは、JIS G 3101（一般構造用圧延鋼材）のSS400が用いられる。
JIS G 3442 水配管用亜鉛めっき鋼管: 英文（英語名）：
Galvanized steel pipes for ordinary piping
概要：
水道用及び給水用以外の水配管（空調、消化、排水などをいう）に用いる亜鉛めっき鋼管について。
配管用炭素鋼鋼管（SGP）を原管とし、亜鉛めっきを施して耐食性を増した鋼管。亜鉛の付着量は配管用炭素鋼鋼管（SGP）の白管より多い。静水頭100m以下で上水道以外の空調，消火、排水、工業用水等の水配管に幅広く使用される。
水配管用亜鉛めっき鋼管の記号は、『SGPW』で表される。
種類及び記号、材料及び製造方法、亜鉛めっき試験特性、寸法・寸法許容差及び質量、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3444 一般構造用炭素鋼鋼管: Carbon steel tubes for general structural purposes
概要：
土木、建築、鉄塔、足場、支柱、地すべり抑止ぐい、その他の構造物に使用する炭素鋼鋼管について。
ここで規定する一般構造用炭素鋼鋼管は、継目無鋼管及び外径318.5mm未満の溶接鋼管に限るものであり、外径318.5mm以上の溶接鋼管の基礎ぐい及び地すべり抑止ぐいには適用しない。
構造物の基礎ぐい及び地すべり抑止ぐいには、JIS A 5525（鋼管ぐい）、遠心力鋳鋼管の地すべり抑止ぐいには、JIS G 5201（溶接構造用遠心力鋳鋼管）がある。
一般構造用炭素鋼鋼管の種類は3種類とし、その記号は以下の通り。
・STK290
・STK400
・STK490
・STK500
・STK540
上記の一般構造用炭素鋼鋼管は、継目無鋼管、電気抵抗溶接鋼管、鍛接鋼管或いは自動アーク溶接鋼管のいずれかの方法によって製造される。
種類及び記号、製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3445 機械構造用炭素鋼鋼管: Carbon steel tubes for machine structural purposes
概要：
機械、自動車、自転車、家具、器具、その他の機械部品に使用する炭素鋼鋼管について。
ここで規定する一般構造用炭素鋼鋼管は、継目無鋼管及び外径318.5mm未満の溶接鋼管に限るものであり、外径318.5mm以上の溶接鋼管の基礎ぐい及び地すべり抑止ぐいには適用しない。
構造物の基礎ぐい及び地すべり抑止ぐいには、JIS A 5525（鋼管ぐい）、遠心力鋳鋼管の地すべり抑止ぐいには、JIS G 5201（溶接構造用遠心力鋳鋼管）がある。
一般構造用炭素鋼鋼管の記号の種類は以下の種類が規定されている。
・STKM11A（1種A）
・STKM12A（12種A）
・STKM12B（12種B）
・STKM12C（12種C）
・STKM13A（13種A）
・STKM13B（13種B）
・STKM13C（13種C）
・STKM14A（14種A）
・STKM14B（14種B）
・STKM14C（14種C）
・STKM15A（15種A）
・STKM15C（15種C）
・STKM16A（16種A）
・STKM16C（16種C）
・STKM17A（17種A）
・STKM17C（17種C）
・STKM18A（18種A）
・STKM18B（18種B）
・STKM18C（18種C）
・STKM19A（19種A）
・STKM19C（19種C）
・STKM20A（20種A）
上記の一般構造用炭素鋼鋼管は、継目無鋼管、電気抵抗溶接鋼管、鍛接鋼管或いは自動アーク溶接鋼管のいずれかの方法によって製造されるが、必要な場合には鋼管に適切な熱処理を施してもよい。
種類及び記号、製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3452 配管用炭素鋼管: 英文（英語名）：
Carbon steel pipes for ordinary piping
概要：
使用圧力の比較的低い蒸気、水（上水道用を除く）、油、ガス、空気などの配管に用いる炭素鋼管について。
流体の輸送用、SGPを原管としたプラスティックライニング鋼管（上水道用）、耐溝状腐食電縫鋼管（電気抵抗溶接鋼管の溶接部に発生する恐れのある溝状腐食の防止対策を施したもの）などとしても利用される。
一般に、SGPと呼ばれ広く利用されている炭素鋼鋼管。
SGP配管用炭素鋼管は、亜鉛めっきの有無によって、黒管（亜鉛めっきを行わないパイプ）と白管（亜鉛めっきを行ったパイプ。SGP-ZNと表記して黒管と区別する場合がある。）に区分される。
配管用炭素鋼管（SGP）の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、亜鉛メッキの均一性、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3454 圧力配管用炭素鋼鋼管: 英文（英語名）：
Carbon steel pipes for pressure service
概要：
350℃程度以下で使用する圧力配管に用いる炭素鋼鋼管について。
ただし、高圧配管用炭素鋼鋼管は、JIS G 3455 による。適用する外径の標準寸法は、10.5mm～660.4mmの範囲とする。
圧力配管用炭素鋼鋼管の種類は2種類とし、その記号は以下の通り。
・STPG370
・STPG410
SGP配管用炭素鋼管と同様、亜鉛めっきの有無により、それぞれ黒管と白管とがある。
圧力配管用炭素鋼鋼管（STPG）の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、亜鉛メッキの試験特性、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3455 高圧配管用炭素鋼鋼管: 英文（英語名）：
Carbon steel pipes for high pressure service
概要：
350℃以下で使用圧力が高い配管に用いる炭素鋼鋼管について。
高圧配管用炭素鋼鋼管の種類は3種類とし、その記号は以下の通り。
・STS370
・STS410
・STS480
高圧配管用炭素鋼鋼管（STS）の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
この規格の対応国際規格は以下となる。
・ISO 9329-2:1997 Seamless steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 2: Unalloyed and alloyed steels with specified elevated temperature properties
JIS G 3456 高温配管用炭素鋼管: 英文（英語名）：
Carbon steel pipes for high temperature service
概要：
350℃を超える温度で使用する配管に用いる炭素鋼管について。
高温配管用炭素鋼管管の種類は3種類とし、その記号は以下の通り。
・STPT370
・STPT410
・STPT480
高温配管用炭素鋼管（STPT）の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差水圧試験特性又は非破壊検査特性、、外観、試験、検査、表示など。
この規格の対応国際規格は以下となる。
・ISO 9329-2:1997 Seamless steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 2: Unalloyed and alloyed steels with specified elevated temperature properties
・ISO 9330-2:1997 Welded steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 2: Electric resistance and induction welded unalloyed and alloyed steel tubes with specified elevated temperature properties
JIS G 3457 配管用アーク溶接炭素鋼鋼管: 英文（英語名）：
Arc welded carbon steel pipes
概要：
使用圧力の比較的低い蒸気、水、ガス、空気などの配管に用いるアーク溶接炭素鋼鋼管について。
配管用アーク溶接炭素鋼鋼管の種類は1種類であり、STPY400 の記号で表される。
配管用アーク溶接炭素鋼鋼（STPY400）の種類及び記号、製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3460 低温配管用鋼管: 英文（英語名）：
Steel pipes for low temperature service
概要：
氷点以下の特に低い温度で用いる配管用鋼管について。
低温配管用鋼管の種類は3種類とし、その記号は以下の通り。
・STPL380（炭素鋼鋼管）
・STPL450（ニッケル鋼鋼管）
・STPL690（ニッケル鋼鋼管）
低温配管用鋼管（STPL）の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
この規格の対応国際規格は以下となる。
・ISO 9329-3:1997 Seamless steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 3: Unalloyed and alloyed steels with specified low temperature properties
・ISO 9330-3:1997 Welded steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 3: Electric resistance and induction welded unalloyed and alloyed steel tubes with specified low temperature properties
なお、JIS G 3459（配管用ステンレス鋼管）及びJIS G 3468（配管用溶接大径ステンレス鋼管）に規定するオーステナイト系ステンレスパイプは、低温配管用鋼管として使用することができる。
JIS G 3461 ボイラ・熱交換器用炭素鋼鋼管: Carbon steel boiler and heat exchanger tubes
概要：
配管の内部流体と外部との間で熱の授受を行うための熱交換用鋼管（熱伝達用鋼管）の炭素鋼鋼管、例えば、水管、煙管、過熱器、空気予熱器や、化学工業・石油工業・環境プラントなどの熱交換器、コンデンサ管、触媒管などに使用される炭素鋼鋼管について。
ただし、JIS G 3467（加熱炉用鋼管）とJIS G 3464（低温熱交換器用鋼管）には適用されない。
ボイラ・熱交換器用炭素鋼鋼管の種類は以下の3種類が規定されている。
・STB340
・STB410
・STB510
ボイラ・熱交換器用炭素鋼鋼管は、継目無鋼管又は電気抵抗溶接鋼管のいずれかの方法によって製造され、それぞれの鋼種に適した熱処理（焼ならし、低温焼なまし焼ならし又は完全焼なましなど）が施される。
ボイラ・熱交換器用炭素鋼鋼管（STB）の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3464 低温熱交換器用鋼管: Steel heat exchanger tubes for low temperature service
概要：
氷点以下の特に低い温度で配管の内部流体と外部との間で熱の授受を行うための熱交換用鋼管（熱伝達用鋼管）の炭素鋼鋼管、例えば、熱交換器、コンデンサ管、触媒管などに使用される鋼管について。
低温熱交換器用鋼管の種類には3種類があり、炭素鋼鋼管としては、以下の1種類が規定されている。
・STBL380（炭素鋼鋼管）
その他の2種類は以下の合金鋼鋼管（ニッケル鋼鋼管）がある。
・STBL450（ニッケル鋼鋼管）
・STBL690（ニッケル鋼鋼管）
低温熱交換器用鋼管は、STBL380とSTBL450は継目無鋼管又は電気抵抗溶接鋼管のいずれかの方法によって製造され、焼ならし、焼ならし後焼戻し、又は焼入れ焼戻しの熱処理が施される。
STBL690は継目無鋼管として製造され、2回焼ならし後焼戻し、又は、焼入れ焼戻しの熱処理が施される。
低温熱交換器用鋼管（STBL）の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3466 一般構造用角形鋼管: Carbon steel square and rectangular tubes for general structure
概要：
土木・建築その他の構造物に用いる角形鋼管について。
角形鋼管の種類は以下の2種類が規定されている。
・STKR400
・STKR490
角形鋼管は、溶接鋼管（電気抵抗溶接、鍛接又は自動アーク溶接のいずれか）又は継目無鋼管を角形に成形して製造するか、又は鋼帯を角形断面若しくは一対の溝形断面に成形し、連続的に電気抵抗溶接又は自動アーク溶接によって製造される。通常は熱処理を行わない。
種類及び記号、製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3467 加熱炉用鋼管: 英文（英語名）：
Steel tubes for fired heater
概要：
主に石油精製工業、石油化学工業などの加熱炉においてプロセス流体加熱のために用いる炭素鋼鋼管、合金鋼鋼管、オーステナイト系ステンレス鋼鋼管及びニッケルクロム鉄合金管について。
加熱炉用鋼管の種類は19種類とし、炭素鋼鋼管としては、以下の1種類が規定されている。
・STF410（炭素鋼鋼管）
その他の18種類は以下の合金鋼鋼管、オーステナイト系ステンレス鋼鋼管及びニッケルクロム鉄合金管がある。
・STFA12（モリブデン鋼鋼管）
・STFA22（クロムモリブデン鋼鋼管）
・STFA23（クロムモリブデン鋼鋼管）
・STFA24（クロムモリブデン鋼鋼管）
・STFA25（クロムモリブデン鋼鋼管）
・STFA26（クロムモリブデン鋼鋼管）
・SUS304TF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS304HTF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS309TF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS310TF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS316TF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS316HTF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS321TF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS321HTF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS347TF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・SUS347HTF（オーステナイト系ステンレス鋼鋼管）
・NCF800TF（ニッケルクロム鉄合金管）
・NCF800HTF（ニッケルクロム鉄合金管）
加熱炉用鋼管の製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、オーステナイト結晶粒度、水圧試験特性又は非破壊検査特性、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3469 ポリエチレン被覆鋼管: Polyethylene coated steel pipes
概要：
ガス、油、水などの輸送に用いるもので、主に地中埋設用の外面ポリエチレン被覆鋼管について。
外面ポリエチレン被覆鋼管の原管は、呼び径15A～2000Aの直管の材料として、JIS G 3452（配管用炭素鋼管）、JIS G 3454（圧力配管用炭素鋼鋼管）又は JIS G 3457（配管用アーク溶接炭素鋼鋼管）に規定する炭素鋼鋼管が用いられる。
これ以外の原管が必要な場合は、受渡当事者間の協定による。
JIS G 3472 自動車構造用電気抵抗溶接炭素鋼鋼管: Electric resistance welded carbon steel tubes for automobile
概要：
自動車構造用に使用する電気抵抗溶接炭素鋼鋼管について。
適用する外径の標準寸法は、15.9mm～101.6mm。
自動車構造用電気抵抗溶接炭素鋼鋼管の種類は以下の11種類が規定されている。
・STAM290GA（G種：自動車構造用一般部品に用いる管）
・STAM290GB（G種：同上）
・STAM340G（G種：同上）
・STAM390G（G種：同上）
・STAM440G（G種：同上）
・STAM470G（G種：同上）
・STAM500G（G種：同上）
・STAM440H（H種：自動車構造用のうち特に降伏強度を重視した部品に用いる管）
・STAM470H（H種：同上）
・STAM500H（H種：同上）
・STAM540H（H種：同上）
自動車構造用電気抵抗溶接炭素鋼鋼管は、電気抵抗溶接鋼管として製造され、製造のままとするか、それぞれの鋼種に適した熱処理が施される。
記号及び種類、製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3473 シリンダチューブ用炭素鋼鋼管: Carbon steel tubes for cylinder barrels
概要：
内面を切削又はホーニング加工を行ってピストン形の油圧シリンダのシリンダチューブを製造するのに用いる炭素鋼鋼管について。
適用する内径の推奨寸法は、32.0mm～200.0mmの範囲とする。
シリンダチューブ用炭素鋼鋼管の種類は以下の7種類が規定されている。
・STC370（切削用）
・STC440（ホーニング用）
・STC510A（切削用及びホーニング用）
・STC510B（ホーニング用）
・STC540（切削用及びホーニング用）
・STC590A（ホーニング用）
・STC590B（切削用）
シリンダチューブ用炭素鋼鋼管は、継目無鋼管又は電気抵抗溶接鋼管として製造され、製造のままとするか、それぞれの鋼種に適した熱処理（応力除去焼なまし）が施される。
記号及び種類、製造方法、化学成分、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3474 鉄塔用高張力鋼管: High tensile strength steel tubes for tower structural purposes
概要：
主として送電鉄塔用に用いる高張力鋼管について。
鉄塔用高張力鋼管の種類は以下の2種類が規定されている。
・STKT540
・STKT590
高張力鋼管の炭素当量は、0.40％以下とする。
鉄塔用高張力鋼管は、電気抵抗溶接鋼管又はアーク溶接鋼管（ストレートシーム）として製造され、原則として熱処理は行われない。
記号及び種類、製造方法、化学成分、機械的性質、炭素当量、寸法・質量及び寸法許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 3475 建築構造用炭素鋼管: Carbon steel tubes for building structure
概要：
主に建築構造物に用いる炭素鋼管管について。
構造物の基礎くいは、JIS A 5525（鋼管ぐい）による。
建築構造用炭素鋼管の種類は以下の3種類が規定されている。
・STKN400W
・STKN400B
・STKN490B
建築構造用炭素鋼管の炭素当量は、STKN400W及びSTKN400Bは0.36％以下、STKN490Bは0.44％以下とする。
建築構造用炭素鋼管は、継目無鋼管、電気抵抗溶接鋼管、鍛接鋼管又はアーク溶接鋼管（ストレートシーム）として製造され、製造のまま（熱間又は温間又は冷間成形）、又はこれに適当な熱処理を行うものとする。
記号及び種類、製造方法、化学成分、炭素当量又は溶接割れ感受性組成、機械的性質、寸法・質量及び寸法許容差、外観、試験、検査、表示など。
JIS G 5201 溶接構造用遠心力鋳鋼管: Centrifugally cast steel pipes for welded structure
概要：
圧延鋼材、鍛鋼品又は他の鋳鋼品との溶接構造に用いる特に溶接性の優れた、管の厚さ8mm以上150mm以下の溶接構造用遠心力鋳鋼管について。
溶接構造用遠心力鋳鋼管の種類の記号は以下の通り。
・SCW410-CF
・SCW480-CF
・SCW490-CF
・SCW520-CF
・SCW570-CF
種類の記号、化学成分及び炭素当量、機械的性質、形状及び寸法、外観、健全性、製造方法、試験、検査、表示など。
JIS G 5202 高温高圧用遠心力鋳鋼管: 英文（英語名）：
Centrifugally cast steel pipes for high temperature and high pressure service
概要：
主として高温で使用される遠心力鋳鋼管について。
高温高圧用遠心力鋳鋼管の種類の記号は以下の通り。炭素鋼鋼管としては、SCPH1-CFとSCPH2-CF の2種類がある。
・SCPH1-CF（炭素鋼）
・SCPH2-CF（炭素鋼）
・SCPH11-CF（0.5％モリブデン鋼）
・SCPH21-CF（1％クロム0.5％モリブデン鋼）
・SCPH32-CF（2.5％クロム1％モリブデン鋼）
化学成分、機械的性質、オーステナイト結晶粒度、水圧試験特性又は非破壊検査特性、寸法許容差、外観、製造方法、試験、検査、表示など。
JIS G 7215 機械構造用プレーンエンド継目無鋼管（ＩＳＯ仕様）: Plain end seamless steel tubes for mechanical application (ISO specifications)
概要：
機械工業及び一般工業用の熱間仕上げ継目無鋼管の特性について。
機械構造用プレーンエンド継目無鋼管は、製造したまま又は更に機械加工を行った後に使用することを意図している。
機械構造用プレーンエンド継目無鋼管の種類の記号は以下の通り。
・TS1
・TS4
・TS9
・TS18
・C35
材料、製品の製造、受渡時の製品状態、化学成分、機械的性質及び技術的性質、外観、寸法及び寸法許容差、試験、検査文書、表示など。
JIS G 7216 プレーンエンドの継目無精密鋼管－技術的受渡条件（ＩＳＯ仕様）: Plain end seamless precision steel tubes -- Technical conditions for delivery (ISO specifications)
概要：
R28、R33、R37、R44 及び R50 の記号の種類から製造され、精密寸法許容差をもち、かつ、本規格の寸法表に示す ISO 4200 から選択された寸法のプレーンエンドの継目無鋼管の技術的受渡条件について。
この規格による鋼管は、寸法精度及び必要な場合、薄肉で表面仕上げが重要となる用途に主に使用する。
この種の鋼管を、水配管用設備に使用する場合は、必ず焼なまし又は焼ならし状態で使用しなければならない。
JIS G 7217 プレーンエンドの溶接精密鋼管－技術的受渡条件（ＩＳＯ仕様）: Plain end welded precision steel tubes -- Technical conditions for delivery (ISO specifications)
概要：
R28、R33、R37、R44 及び R50 の記号の種類から製造され、精密寸法許容差をもち、かつ、本規格の寸法表に示す ISO 4200 から選択された寸法のプレーンエンドの溶接鋼管の技術的受渡条件について。
この規格による鋼管は、寸法精度及び必要な場合、薄肉で表面仕上げが重要となる用途に主に使用する。
この種の鋼管を、水配管用設備に使用する場合は、必ず焼なまし又は焼ならし状態で使用しなければならない。
JIS G 7218 プレーンエンドの溶接及び定径精密鋼管－技術的受渡条件（ＩＳＯ仕様）: Plain end as-welded and sized precision steel tubes -- Technical conditions for delivery (ISO specifications)
概要：
溶接後サイジングされ、R28、R33、R37、R44 及び R50 の記号の種類から製造され、精密寸法許容差をもち、かつ、本規格の寸法表に示す ISO 4200 から選択された寸法のプレーンエンドの溶接鋼管の技術的受渡条件について。
この規格による鋼管は、寸法精度及び必要な場合、薄肉で表面仕上げが重要となる用途に主に使用する。
この種の鋼管を、水配管用設備に使用する場合は、必ず焼なまし又は焼ならし状態で使用しなければならない。
JIS G 7219 圧力用継目無鋼管－技術的受渡条件－第１部：室温用炭素鋼管（ＩＳＯ仕様）: Seamless steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 1: Unalloyed steels with specified room temperature properties (ISO specifications)
概要：
室温用炭素鋼から製造され、円形断面をもつ継目無鋼管に関する技術的受渡条件について。
これらの室温用炭素鋼管は、圧力下での流体の輸送を含む圧力下での使用を前提としている。
適用規格及び規定によっては、これらの室温用炭素鋼管の使用を350℃まで許容する。
室温用炭素鋼管の種類の記号は以下の通り。
・TS360
・TS410
・TS430
・TS500
記号及び用語、製造工程、治金特性、寸法、質量及び許容差、外観及び健全性、検査及び試験、表示、保護など。
JIS G 7220 圧力用継目無鋼管－技術的受渡条件－第２部：高温用炭素鋼管及び合金鋼管（ＩＳＯ仕様）: Seamless steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 2: Unalloyed and alloyed steels with specified elevated temperature properties (ISO specifications)
概要：
炭素鋼及び合金鋼から製造され、高温特性が規定された円形断面をもつ継目無鋼管の技術的受渡条件について。
ここでの鋼管類は、高温下、例えば、蒸気発生装置の製造、連結配管などで使用されるもので、高圧下での使用を前提としている。
使用者は、使用に際して、適切な適用規格及び国内の法的関連規定の要求事項を考慮しなければならない。
この規格は、非円形断面をもつ鋼管の製造に対しても、基本規格として使用してもよい。
この場合、この規格に規定されている化学成分及び機械的性質の規定値は適用してもよいが、そのほかの規定値については、受渡当事者間の協定による。
この規格に規定されている炭素鋼管の種類の記号には以下がある。
・PH23
・PH26
・PH29
・PH35
JIS G 7221 圧力用継目無鋼管－技術的受渡条件－第３部：低温用炭素鋼管及び合金鋼管（ＩＳＯ仕様）: Seamless steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 3: Unalloyed and alloyed steels with specified low temperature properties (ISO specifications)
概要：
炭素鋼及び合金鋼から製造され、低温じん性特性が規定された円形断面をもつ継目無鋼管の技術的受渡条件について。
ここでの鋼管類は、低温配管システムの使用を前提としている。
使用者は、使用に際して、適切な適用規格及び国内の法的関連規定の要求事項を考慮しなければならない。
この規格は、非円形断面をもつ鋼管の製造に対しても、基本規格として使用してもよい。
この場合、この規格に規定されている化学成分及び機械的性質の規定値は適用してもよいが、そのほかの規定値については、受渡当事者間の協定による。
この規格に規定されている炭素鋼管の種類の記号には以下がある。
・PL21
・PL23
・PL25
・PL26
JIS G 7223 圧力用溶接鋼管－技術的受渡条件－第１部：室温用炭素鋼管（ＩＳＯ仕様）: Welded steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 1: Unalloyed steel tubes with specified room temperature properties (ISO specifications)
概要：
室温要炭素鋼から製造され、円形断面をもつ溶接管の技術的受渡条件について。
これら鋼管は、圧力下での流体の輸送を含む圧力下での使用を前提としている。
適用規格及び規定によっては、これらの室温用炭素鋼管の使用を350℃まで許容する。
室温用炭素鋼管の種類の記号は以下の通り。
・TW320
・TW360
・TW410
・TW430
・TW500
記号及び名称、製造工程、治金特性、寸法、質量及び許容差、外観及び健全性、検査及び試験、表示、保護など。
JIS G 7224 圧力用溶接鋼管－技術的受渡条件－第２部：高温用電気抵抗溶接炭素鋼管及び合金鋼管（ＩＳＯ仕様）: Welded steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 2: Electric resistance and induction welded unalloyed and alloyed steel tubes with specified elevated temperature properties (ISO specifications)
概要：
炭素鋼及び合金鋼から製造され、高温特性が規定された円形断面をもつ厚さが16mm以下の電気抵抗（Electric resistance and induction）溶接管の技術的受渡条件について。
ここでの鋼管類は、高温下、例えば、蒸気発生装置の製造、連結配管などで使用されるもので、高圧下での使用を前提としている。
使用者は、使用に際して、適切な適用規格及び国内の法的関連規定の要求事項を考慮しなければならない。
この規格に規定されている炭素鋼管の種類の記号には以下がある。
・PH23
・PH26
・PH27
・PH35
JIS G 7225 圧力用溶接鋼管－技術的受渡条件－第３部：低温用電気抵抗溶接炭素鋼管及び合金鋼管（ＩＳＯ仕様）: Welded steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 3: Electric resistance and induction welded unalloyed and alloyed steel tubes with specified low temperature properties (ISO specifications)
概要：
炭素鋼及び合金鋼から製造され、低温じん性特性が規定された円形断面をもつ厚さが16mm以下の電気抵抗（Electric resistance and induction）溶接管の技術的受渡条件について。
ここでの鋼管類は、低温配管システムの使用を前提としている。
使用者は、使用に際して、適切な適用規格及び国内の法的関連規定の要求事項を考慮しなければならない。
この規格に規定されている炭素鋼管の種類の記号には以下がある。
・PL21
・PL23
・PL25
・PL26

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Mar 19 Wed 2008 10:30
合金鋼とは？www.tool-tool.com

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まず、合金鋼とはどんなものでしょうか。

合金鋼とは、”ごうきんこう”と読み（英文では alloy steel 或いは alloyed steel）、鋼（炭素鋼）の性質を改善向上させるため、或いは鋼に所定の性質をもたせるために、クロム（Cr）やニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）などの合金元素を1種類以上添加して焼き入れ熱処理の効果を高めるなどの改善を施した鋼種のことです。

なお、特殊鋼という言葉が使われる場合がありますが、特殊鋼は合金鋼と同じ意味合いで使われる場合が多いようです。

合金鋼に添加される合金元素の含有量の基準は、ISOや関税協力理事会（Customs Co-operation Council）で若干異なりますが、それぞれ、以下のように各々の元素添加量の化学成分の下限（最低含める量）が定められています。

合金鋼における合金元素の化学成分の含有量下限値（％）：ISOの場合: Al （アルミニウム）： 0.1
B （ホウ素）： 0.0008
Co （コバルト）： 0.1
Cr （クロム）： 0.3
Cu （銅）： 0.4
La （ランタン）： 0.05
Mo （モリブデン）： 0.08
Nb （ニオブ）： 0.06
Ni （ニッケル）： 0.3
Pb （鉛）： 0.4
Se （セレン）： 0.1
Te （テルル）： 0.1
Ti （チタン）： 0.05
V （バナジウム）： 0.1
W （タングステン）： 0.1
Zr （ジルコニウム）： 0.05
合金鋼における合金元素の化学成分の含有量下限値（％）：関税協力理事会の場合: Al （アルミニウム）： 0.3
B （ホウ素）： 0.0008
Cr （クロム）： 0.3
Co （コバルト）： 0.3
Cu （銅）： 0.4
Pb （鉛）： 0.4
Mn （マンガン）： 1.65
Mo （モリブデン）： 0.08
Ni （ニッケル）： 0.3
Nb （ニオブ）： 0.06
Si （ケイ素）： 0.6
Ti （チタン）： 0.05
W （タングステン）： 0.3
V （バナジウム）： 0.1
Zr （ジルコニウム）： 0.05
その他 S（硫黄）、P（りん）、C（炭素）、N（窒素）を除く： 0.1

加えられる合金元素の化学成分が上記の値に満たない鋼は、一般には合金鋼ではなく、炭素鋼に分類されます。

合金鋼は、これらの合金元素の含有量の合計量の多い・少ないにより、便宜上、以下のように分類されて呼ばれる場合があります。

低合金鋼（合金元素の合計量：5％以下）
中合金鋼（合金元素の合計量：5％を超え10％未満）
高合金鋼（合金元素の合計量：10％以上）

主な合金鋼には以下などがあります。

クロム鋼
ニッケルクロム鋼
クロムモリブデン鋼（クロモリ）
マンガンモリブデン鋼
ニッケルクロムモリブデン鋼
高速度工具鋼（ハイス又は高速度鋼）
熱間又は冷間工具鋼
高張力鋼（ハイテン又は高抗張力鋼）
マルテンサイト系ステンレス鋼
珪素鋼（電磁鋼：無方向性鋼板、方向性鋼板）

合金鋼の用途としては、切削用ほか各種の工具材料をはじめ、冷間・熱間金型、プレス型、ダイキャスト型、プラスチック型、シャフト、ボルト、ギア、軸類、ピン、歯車、金属刃物、機械部品一般など、幅広く利用されています。

合金鋼は、JIS規格においては、”機械構造用合金鋼鋼材”として、以下のJISに規定されています。

JIS G 4053 機械構造用合金鋼鋼材

※かつては合金鋼の鋼種ごとに、以下のJIS規格がそれぞれ規定されていましたが、最近になって以下のJIS規格は旧規格となり上記の JIS G 4053（機械構造用合金鋼鋼材）に統合されています。
・JIS G 4102 ニッケルクロム鋼鋼材
・JIS G 4103 ニッケルクロムモリブデン鋼鋼材
・JIS G 4104 クロム鋼鋼材
・JIS G 4105 クロムモリブデン鋼鋼材
・JIS G 4106 機械構造用マンガン鋼鋼材及びマンガンクロム鋼鋼材

JIS G 4053（機械構造用合金鋼鋼材）では、熱間圧延・熱間鍛造など熱間加工によって作られたもので、通常更に鍛造・切削・冷間引抜きなどの加工と焼入れ・焼戻し、焼ならし、浸炭焼入れなどの熱処理を行い、主として機械構造用に使用される合金鋼鋼材として、以下の39種類の記号で表される合金鋼が機械構造用合金鋼鋼材として規定されています。

SMn420（マンガン鋼）
SMn433（マンガン鋼）
SMn438（マンガン鋼）
SMn443（マンガン鋼）
SMnC420（マンガンクロム鋼）
SMnC443（マンガンクロム鋼）
SCr415（クロム鋼）
SCr420（クロム鋼）
SCr430（クロム鋼）
SCr435（クロム鋼）
SCr440（クロム鋼）
SCr445（クロム鋼）
SCM415（クロムモリブデン鋼）
SCM418（クロムモリブデン鋼）
SCM420（クロムモリブデン鋼）
SCM421（クロムモリブデン鋼）
SCM425（クロムモリブデン鋼）
SCM430（クロムモリブデン鋼）
SCM432（クロムモリブデン鋼）
SCM435（クロムモリブデン鋼）
SCM440（クロムモリブデン鋼）
SCM445（クロムモリブデン鋼）
SCM822（クロムモリブデン鋼）
SNC236（ニッケルクロム鋼）
SNC415（ニッケルクロム鋼）
SNC631（ニッケルクロム鋼）
SNC815（ニッケルクロム鋼）
SNC836（ニッケルクロム鋼）
SNCM220（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM240（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM415（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM420（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM431（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM439（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM447（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM616（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM625（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM630（ニッケルクロムモリブデン鋼）
SNCM815（ニッケルクロムモリブデン鋼）

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