What is 52100 Steel?
It is nearly impossible to name them all by memory, as there are over 3,000 grades of steel available today. They have been defined by The American Iron & Steel Institute (AISI) and the Society of Automotive Engineers (SAE), who have organized them into categories based on use and composition. This article will explore a high carbon, low alloy steel known as 52100 steel, to show where it fits best as an engineering material. We will first look at the physical properties of 52100 steel, and then investigate its working characteristics as well as the potential uses for this versatile metal.
Physical Properties of 52100 Steel
52100 steel seems to have a different naming structure than the other three- or four-digit steels, but this is only due to the specific differences between the SAE and AISI naming indexes. The first digit (5) denotes that this steel is primarily alloyed with chromium, and the second digit (2) represents an alloying percentage greater than 1%. In other words, the second digit does not specify the exact percentage of chromium, but only that it is alloyed at a higher percentage than other similar steels. The last three digits show the average percentage of carbon used in the steel; so, for 52100 steel, there is on average 1.00 % carbon used in its blend. Below is a list showing the exact chemical composition of 52100 steel, with tolerances:
52100鋼の成分元素
0.98-1.1% 炭素
1.3-1.6% クロム
0.25-0.45TP3T マンガン
<= 0.025% リン
0.15-0.3% ケイ素
<= 0.025% 硫黄
鋼種の違いについて詳しく知りたい場合は、鋼の種類に関する記事をお読みください。
52100 steel is a high carbon chromium alloy steel that has a density of 7.81 g/cm3 (0.282 lb/in3). It can be hardened via cold and hot working processes and responds to annealing and tempering and can be strengthened using the heat treatment process. It is readily forged and formed, as well as machined, from its annealed condition. While generally not used for welding, 52100 steel is particularly useful in bearings, mill rolls, and vehicle parts thanks to its combination of strength, hardness, and workability. The most common form of 52100 stock is bar stock, but it can also be found in tube, wire, flat-rolled, and forging stocks as well.
Summary of mechanical properties for 52100 steel.
| 機械的特性 | 単位 | 英語 |
| 弾性係数 | 210 GPa | 30500 ksi |
| 体積弾性率 | 160 GPa | 23200 ksi |
| Shear Modulus | 80 GPa | 11600 ksi |
| Fracture Toughness | 15.4-18.7 MPa-m½ | 14.0 – 17.0 ksi-in½ |
| 加工性 | 40% | 40% |
- 上記の表1に、52100鋼のいくつかの機械的性質が示されており、その有用な加工特性を説明しています。このセクションでは、それぞれのパラメータと52100鋼の用途との関係について簡単に説明します。
- タイプ52100鋼の弾性係数は210 GPaです。この指標は材料の弾性剛性を表し、値が高いほど硬い金属を示します。材料の弾性係数を理解することは重要であり、加工が必要な場合、柔らかい材料は機械ミルで粘りやすく、ガリやギャルが発生しやすいのに対し、硬い材料は工具の摩耗が早くなるものの、一般的に良好に加工できることを意味します。52100鋼は加工に適しており、その大きな弾性係数からも明らかです。
- 体積弾性率は液体に対してよく使われる材料特性ですが、鋼に関しても一般的に使用され、金属の圧縮に対する抵抗性、すなわち均一に圧縮されたときの体積の減少を示します。この値は特に重要であり、52100鋼は通常、軸受に使用され、一定の圧縮力や荷重にさらされることが多いためです。表1に示されているように、52100鋼の体積弾性率は160 GPaであり、ほとんどのアルミニウム合金の約2倍の強さを持ちます。
- せん断弾性率は、材料の応力に対する応答のもう一つの表現であり、この場合はせん断応力です。せん断応力は、材料の平面に沿って互いに反対方向の力が作用する状態であり、紙を切るはさみや円柱棒を切るのこぎりのようなものです。金属を在庫から切り出し、放射状にねじったり成形したりする場合に理解すべき重要な値であり、材料がこれらの条件下でせん断や破断しないことが求められます。52100鋼のせん断弾性率は80 GPaであり、これは鋼に一般的な値であり、平板ロールやワイヤーからの切断に適しています。
- 破壊靭性は、材料が破壊に抵抗する能力を示します。これは、亀裂が他の影響を受けずに材料を貫通して進行する応力を示し、脆性破壊における材料の失敗を理解する上で重要です。高い破壊靭性を持つ材料は一般に延性破壊で破損しやすく、低い破壊靭性の材料は単に粉々に破壊します。破壊靭性（15.4-18.7 MPa-m½）から、52100鋼は明らかにより延性破壊の可能性が高く、その特性に適しています。
- 最後に、材料の機械加工性は、金属が加工工程にどれだけ適しているかを比較的定性的に示す指標です。通常、パーセンテージで示され、基準となる鋼は100と設定され、他の鋼はこれに対する割合で示されます。表1に示されている機械加工性評価は、AISI 1212鋼を基準とし、このスケールで100とされています。100より低い値（例えば52100鋼の場合）は、基準鋼よりも加工が難しいことを意味します。これは52100鋼が加工に適していないということではなく、むしろ硬さのためにダイやミルビットの摩耗が早くなるということです。
-
52100鋼の用途
- 前述のように、52100鋼は主に軸受や軸受製造装置に使用されます。その靭性と硬さにより、刃物やカトラリーに使用されることもありますが、他の一般的な刃物鋼よりも熱処理が難しい場合があります。以下は、52100鋼の他の一般的な用途のリストです：
- 耐摩耗軸受
ミルロール
パンチ、タップ、ダイス
自動車および航空機部品
ファスナー
その他多数。 - 52100鋼があなたのプロジェクトに役立つと思われる場合は、サプライヤーに連絡し、同意を得てください。彼らは常にあなたの仕様に適した最良の情報を持っており、適切な選択肢や代替案についてアドバイスできます。
- XTJは、試作から量産までのワンストップ製造ソリューションを提供することに専念する主要なOEMメーカーです。私たちはISO 9001認証の品質管理システム企業であることを誇りに思い、すべての顧客関係に価値を創造することを決意しています。それは、協力、革新、プロセス改善、そして卓越した技術によって実現しています。
