ASTM A105 スチール: プロパティ、グレード、選択ガイド [2026]

今日生産されるほとんどすべての圧力配管設備において、A105 鋼は、鍛造フランジ、継手、バルブに最も使用されている炭素鋼仕様です。 400°Cで高温の真空残留物をポンプで送り出す製油所であろうと、ハードコア腐食性原料を注入する化学プラントであろうと、システム全体を密閉し加圧し続ける重要な接続を形成するのは A105 鍛造品です。事実上すべての製油所、化学プラント、発電所は、配管内に数千本のボルトで固定された A105 接続を備えているため、A105 炭素鋼についてすべてを知ることが重要です。化学構成と機械的性能から圧力温度定格、正規化要件、2026 年に注意すべき仕様の変更まで。.

ASTM A105 炭素鋼とは何ですか?

ASTM A105/A105 M は、周囲温度および高温の圧力システムで使用する鍛造炭素鋼配管コンポーネントの要件を規定する仕様です。鍛造炭素鋼配管コンポーネントのこの仕様には、最大 538 C (1000F) までのサービス用のフランジ、配管継手コンポーネント、バルブ、およびその他の同様の配管コンポーネントが含まれます。.

A105 の範囲は、4,540kg (10,000lb) までの鍛造部品を対象としています。この重量を超える鍛造品については、圧力容器用途向けの大型炭素鋼鍛造品を対象としていると規定されている標準 ASTM A266 が適用されます。これは実際には重要です。: 大口径フランジ (通常は NPS24 以上、クラス 600+)。.

ASTM は 1926 年に A105 仕様を承認しました。 - これは、世界中で現在も定期的に更新されている配管材料に関する最も古い工業規格の 1 つです。現行版の A105/A105 M-26 は 2026 年 2 月に発行されました。 ASME ボイラーおよび圧力容器コード相当物は SA-105 であり、ASME アプリケーションに対する同じ要求を伴う ASTM 仕様の採用です。.

では、なぜ気にするべきなのでしょうか?

A105 は配管システム用に指定される炭素鋼継手の中で最も頻繁に指定されるものだからです。配管エンジニアがラインリストに「CS」と落書きした場合、その後の継手とフランジの仕様はほぼ常に A105 になります。この仕様が実際に何を要求しているのか、どこで故障しているのかを知ることは、配管材料を選択する人にとって非常に重要です。.

A105 は炭素鋼ですか、それとも合金鋼ですか?

A105 は低炭素鋼であり、合金鋼ではない。 chromium (max. 0.30) 、molybdenum (max. 0.12%) および vanadium (max. 0.08%) を微量に許容するが、指定はCu + Ni + Cr + Mo + Vの最大許容和を1.00%として定める。 これらは残留物であり、特定の特性を作り出すために付加するものではない。 carbon steel A105 は、純粋に炭素とマンガンの含有量によって分類される。.

鍛造用 合金鋼 (高温水素サービス用のクロムモリーを含む) 分類配管コンポーネントについては、ASTM A182F5、F9、F11、F22、およびステンレス鋼グレードの鍛造仕様を参照してください。.

この区別は、注文を調達する際に重要になります ASTM A105 炭素鋼 鍛造品では、特定の耐食性や高温特性を考慮した合金材料ではなく、炭素鋼部品 (残留元素の強度が制御されています) が得られます。.

A105 化学組成と機械的特性

A105 鋼の化学組成は、配管に使用される鍛造品で強度、溶接性、機械加工性の好ましいブレンドを獲得するために慎重に管理されています。あらゆる要素の影響と、炭素とマンガンの含有量が互いにどのように反応するかによって、一部の工場が優れた A105 鍛造品を継続的に製造していることが説明されます。.

A105 化学組成 (重量で %)

キー構成ノート:

• 最大1.00%、ただしCu、Ni、V、Moを含む。 Cu + Ni + Cr + Mo + Vは1.00%を最大まで超えることはできません。.
• Cr + Mo を超えてはなりません 0.32%
• C-Mnトレードオフルール:0.35%未満でCの0.01%減少は、1.05%を超えると最大1.65% Mnまで0.06% Mnの増加をもたらし、補償することができます。特定の用途に応じて、これらの調整を行うのに費やされる時間は価値があるかもしれません。マイルは、より低いCを持つことで望ましい強度を得ることができますが、鋼の溶接性も向上させることができます。.

では、それは何に変換されるのでしょうか?

炭素とマンガンのバランスは、A105 の品質に最も大きな影響を与えるものです。炭素は厳密に強度の寄与者であり、延性、耐衝撃性、溶接能力を損ないます。マンガンは、溶接能力を維持しながら強度と靭性を確立することが望ましいです。.

下限炭素 (0.20-0.25%) と比較的多くのマンガン (0.80-1.05%) を使用するミルは、非常に優れた衝撃特性を備えた鍛造を実現します。これは、以下の正規化で脆性破壊に敏感になる場合に注意することが重要です。.

A105 機械的特性

注: これらは最小値です。ほとんどのすべての A105 鍛造品の実際の試験結果は、これらの値を劇的に上回っています。一般的な工場認証では、引張強度は 75 ～ 85 ksi、降伏強度は 40 ～ 50 ksi と示されています。.

最低限で 極限引張強さ a105 は 485 MPa のうち、一般的な構造用鋼と合金鍛造グレードの中間的なものです。.

私は0.40% MnのA-106 を見たことがあります (0.37%という低い値を除いて)... 私が彼らだったら、私はそのサプライヤーを避けるでしょう。米国と日本では、0.60%から0.90% Mnのターゲットスペックを維持するのが通常の慣行でした。.

――ウェルドスタン、材料エンジニア、工学ヒントフォーラム

では何を学ぶべきでしょうか?

MTR は、A105 鍛造の品質を伝えるのに非常に役立ちます。マンガン レベルと MTR の炭素レベルを組み合わせることで、一般に、特定の A105 の靭性性能を予測できます シームレス炭素鋼管 あるいは、まったく同じパイプ システム内の鍛造継手の付属セットかもしれません。.

標準テキストの全文については、を参照してください astm.orgのASTM A105/A105M.

A105 フランジ、継手、バルブ

鍛造炭素鋼配管コンポーネントの全範囲の鍛造仕様は A105 鋼です。実際の製品サイズ、圧力定格、公差は、それぞれ ASME および MSS の個別の規格によって制御されることに注意してください。 ¤ A105 は材料仕様のみです。.

一般的なA105 製品形態には以下のものがある:

• 溶接 ネック フランジ――(a) 溶接付近の応力集中係数を排除し、(b) フープ応力指数のスムーズな遷移を生み出す一体型ハブのため、高温高圧サービスで推奨されます
• ブラインドフランジー終端、圧力テスト、将来の分岐接続に
• スリップオン フランジ-低圧サービス用、パイプのフィールド位置ずれに簡単です
• ソケット溶接およびねじ付きフランジ - 小口径 (通常直径 2 インチ以下) の場合
• 鍛造 肘, 、ASME B16.11 に従ったティー、減速機およびカップリング
• ASME B16.34 によるゲート、グローブ、逆止弁本体

A105 圧力クラスは、ASME B16.5 (フランジの場合) および ASME B16.34 (バルブの場合) に準拠しています: クラス 150、300、600、900、1500 および 2500。適用される寸法規格は、ASME B16.5 (パイプ フランジおよびフランジ付き継手の場合)、ASME B16.11 (鍛造継手 ⁄ ソケット溶接およびねじ付き)、および MSS SP-97 (一体強化鍛造分岐出口継手の場合) です。.

材料の選択に圧力定格が重要な理由 A105 圧力温度定格は、指定された温度でフランジがかかる圧力を指定しているためです。圧力温度定格と実際の動作条件を比較せずにフランジのタイプとクラスを選択することは、安全性を危険にさらす可能性がある仕様ミス、または不必要に重い仕様を作成する可能性があります。.

A105 ASME B16.34 (バー) に基づく圧力温度定格

よくあるエラー 他のために指摘して強調したいのですが、ライン圧力に基づいて取得する 温度に関係なく、圧力クラスのみ ディレーティングは、配管調達時に遭遇する可能性のある最も一般的な問題の1 つです あなたは、クラス300 フランジが30-Barシステムに対して過剰に考えるかもしれません、ほとんどあなたは作業温度が400 C ¢この場合、クラス300 の定格が28.3 barに低下することを認識しませんでした 結果? 代わりにクラス600 が必要になります。.

フランジ接続にはボルト締めが必要なため、最適な方法です スタッドボルト 仕様は必須の 1 つです。2H ナットを備えた B7 スタッドは、高温サービスにおける A105 フランジの通常の組み合わせです。.

圧力温度定格の完全な方法論については、を参照してください ASME B16.34 バルブおよびフランジ評価テーブル.

A105 対 A105N: 正規化が重要な場合

A105Nは正規化された鍛造品のA105 表記です。 (上部臨界変態の最大値を超える)約890-950°Cに加熱されたA105材料のセクションから形成され、セクションの厚さに比例した時間保持され、その後穏やかな空気中で冷却される正規化プロセスにより、微細で均一な粒子構造が生成され、おそらくより厳しい微細構造が生成されます。.

ASTM A105 では、A105 の鍛造熱処理の一部が要求されていますが、特定のタイプは指定されていません。正規化、正規化、焼き戻し、焼入れ、焼き戻し、さらには焼きなましは、一般に許可されており、指定がない場合は、鍛造証明書に正規化を意味する「N」が実行されました。.

2012 年以降、この区別が重要になった理由:

2012 年頃、圧力容器および配管業界内のエンジニアおよび検査官は、予期せず、衝撃靭性 (他の機械的特性を含む) が+70F (+21C) で3 フィートポンドという非常に低い例で発見された1 つ (または複数) の海外の工場からの炭素鋼フランジ (A105 グレードを含む) の発生の増加を記録し始めました (数十年間15-25 フィートポンドであった) 、 衝撃試験を受けたときに認識される故障リスクの変化の根源の調査により、マンガンレベルの低下、微量合金元素としてのホウ素、バナジウム、ニオブ (MTRには頻繁にリストされていませんでした) の添加、一貫性のない熱処理手順など、製鉄慣行の変化の証拠が示されました。.

得られた証拠は、ASME Section VIII Division 1 2019 Edition, impact test exemption Curve Bが、鍛造されたままのA105 のMDMT (最小設計金属温度) を選択する際に、impact test exemption curve Aに変更されたほど説得力がありました。 -20F (-28C) から+18F (-8C) までの主要な設計温度設計値によるので、この値を下回る設計温度については、2019 年のコードによって衝撃試験または正規化が要求されました。 2016 年 5 月の NCPWB Technical Bulletin と ABSA Information Bulletin IB16-018 は両方ともこの作業を記録しました。.

“「2012 年頃までは同意していたでしょう...しかし、その頃、原材料の供給が変わり、世界中の鍛造慣行が変わりました。実験的証拠は、これらのフランジがどのように脆くなるかについてかなり説得力があります。」”

- TGS4、機械エンジニア、Eng-Tips フォーラムメンバー

A105Nはいつ指定しなければなりませんか?

• 設計温度が+18F (-8C) 以下のASME B31.3 プロセス配管の仕様
• 使用中の炭素鋼配管材料の衝撃試験を0F (-18C) まで免除
• 硬度マップが必要な NACE MR0175/Funezav Gidakis に従って、酸っぱいサービスでの耐衝撃性テスト
• 安全上重要なシステム (ESD バルブ、ブローダウン システム) 内の脆性破壊のリスクを軽減します
• 所有者の仕様が文書化された正規化を必要とするプロジェクト

それで何が変わったのでしょうか? 常に誤った業界の仮定でした、鍛造されたままのA105 は常に「OK」になるだろうと、ほとんどの適度な温度で使用され、その後サプライチェーンが進化し、製鋼タイプが一般的に変化したため、衝撃靭性の結果は、設計安全係数のローエンドで誰もが予想していたよりも多くなりました。 正規化/熱処理は、多くの重要な安静時安全性能用途において、A105 入力材料の必須事項です。配管システムに A106 グレード B パイプが含まれている場合、A105 入力材料と同じグレードの継手とフランジも正規化する必要があります。.

A105 vs A106 vs A350 LF2: 適切な炭素鋼仕様の選択

典型的なプラントで炭素鋼配管材料を調達する際に本当に重要な 3 つの主要な仕様は次のとおりです。 材料の仕様には、製造方法が記載されています (たとえば、熱処理だけでなく正規化されたかどうか、インピンジメント ジェット冷却熱処理方法が使用されたかどうかなど);望ましい最小寸法と最大寸法については寸法仕様が公開されています。 継手寸法は確認できます。 配管システムは同じです。 配管が何であれ、継手、パイプ、またはフランジがすべて一致する必要があります。.

A105 vs A106 グレード B vs A350 LF2 {仕様表

A36 スチールと A105 スチールの違いは何ですか?

A36 は梁、コラム、ガセットおよび他の一般的な構造目的のための構造鋼鉄および形の指定(ASTM A36)です。 1つ目の理由 A36 鋼の組成 仕様は、a105 とは異なる特性、より低い最小収率 (両方とも 36ksi ですが、A36 には最大引張限界がありません)、および必要な硬度範囲の欠如、および圧力定格製品形状の欠如 (圧力定格配管コンポーネントは A105 のみ定格) を目指しています。 A105 は、配管コンポーネントのみを対象とした鍛造クラス仕様です。.

同じ製品スペクトルの2 つの反対側の端として広く見なされているスチール仕様とテーブル。 より経済的です A36 鋼板 圧力定格フランジに製造できますが、この部品は ASME B16.5 または ASME B16.34 の規格で認識されず、必要な鍛造グレインフローを満たさず、圧力温度指定もありません。.

基本的な炭素鋼の配管システムのために、A106 グレードB ラインパイプ はA105 鍛造継手およびフランジと共通です 高温配管システムの場合、A335 (合金鋼管) はA182 鍛造品と一致します 極低温の場合、A333 Gr.6 パイプはA350 LF2 鍛造品と一致します パターンは続き、原則は残ります: 適切なパイプ仕様は、サービスのための適切な鍛造仕様と一致する必要があります。.

基本的な炭素鋼配管のためのその他のリソース: ケーシングとチューブ, ボイラー管, 、 および 炭素鋼管 種類と仕様。 A106 の詳細な材料内訳については、を参照してください servicesteel.org A106 比較ページ.

ASTM A105 の国際同等品

海外のプロジェクトでは、一般的な材料と同じ仕様が異なることがよくあります。この特定の A105 比較表では、最も一般的な同等の材料が特定されています (ただし、構成パラメータをまったく同様に定義している国の規格は 2 つとないため、「同等の」材料を認定する必要があります)。.

これらの等価ケースは何を意味しますか? 正しい材料源を取得するための参考として、しかし、それらは落とし穴にもなり得ます。 材料が実際に炭素でそれを50%上回ったP245GH等価物の作業オフは、材料を提供するであろう、まだ技術的に同等またはハイエンドでの溶接性と靭性のために優れているが、それはもはや正しい強度ではないであろうあなたの交換仕様はまだあなたの設計ニーズに合うことを検証するためのエンジニアリングレビューが依然として必要です。.

詳細な等価性チャートについては、を参照してください smalloys.com A105 相当ページ.

サワーサービスと特殊環境における A105

H2S注入または酸ガスの形成をサポートする他のプロセス条件の事実において、材料仕様準拠は、NACE MR0175、石油および天然ガス産業-鋼材のサワーガス抵抗の適合性試験方法、H2S環境での鋼材の使用に関するガイドラインおよび標準仕様に準拠する必要があります。耐食性が最も懸念される鋼は、硫化物応力亀裂(SSC)に耐えなければなりません。SSCは、降伏強度を大幅に下回る荷重下で最終的に望ましくない脆性破壊につながる可能性のある水素脆化の一種です。.

NACEは炭素鋼のために何を要求しますか? 全体の最大硬度範囲は22 HRC (約237 HBW).ASTM A105 は約15-22 HRCである137-197 HBWの硬度範囲を持つことができます; 上限で、A105 はちょうどNACEの要件を満たしています “仕様を満たす” または “サービスに適している” として資格を得ることは成功と失敗の違いを意味することができる決定点です。.

A105 のサワーサービス要件には通常、次のものが含まれます:

• 各ピースで検証された硬度 - NACE MR0175 の要求に応じて、最大 22 HRC (237 HBW)
• 適切な熱処理の文書化 (正規化が望ましい)
• すべての溶接接続に対する PWHT (溶接後熱処理) 資格
• MTR の個々の部品の硬度テスト結果を含む周囲の文書
• ASTM A105 とNACE MR0175 の両方の材料認証

購入者にとっての鍵は、「A105 から NACE MR0175 まで」を発注書の別の品目として記載する必要があるということです。これは異なる鋼材ではなく、A105 プロセスでは、酸っぱいサービスへの適合性を確認するために、より多くのテストと文書が必要なだけです。.

A105 は極低温用途に使用できますか?

A105 号は-29C (-20F) 以下の極低温サービスには評価されません。 2019年のASMEコードリビジョンでは、補助衝撃試験を行わない鍛造済みA105 は、さらに設計金属の最低温度+18F (-8C) に制限されます。低温用途の場合、A350 LF2 (シャルピーVノッチ衝撃試験が義務付けられ、-46C / -50Fと評価) またはA350 LF3 (-101C / -150Fと評価) は真の極低温サービスです。.

ケーシングやチューブなどの用途 FBEコーティングされたパイプ 北極または海洋環境でも、同じ低温の問題に直面します。 - 付属の鍛造品が配管システムの設計温度と一致していることを常に確認してください。.

炭素鋼鍛造品:2025-2026 年に何が変わっていますか

炭素鋼鍛造品市場とその管理基準はどちらも、A105 の調達と仕様の実践に直接影響を与える方法で進化しています。 2026 年に設計および建設されるプロジェクトにとって重要な開発は次のとおりです。.

市場の成長: 世界の炭素鋼鍛造品市場は、アジア太平洋地域におけるエネルギーインフラ投資と産業拡大に牽引され、2033 年まで約6.8% CAGRで成長しています。この成長は、A105コンポーネントの継続的な供給可能性をサポートしますが、品質管理の伝統が確立されていない地域での製造能力の拡大には、品質の一貫性が依然として懸念されています。.

標準開発: ASTM A105/A105M-26 は、2026 年 2 月に発行されました = 5 年間で 4 回目の改訂であり、標準委員会の積極的な関与を示しています。この改訂のペースは、100 年近くの古い仕様としては異例であり、2012 年以降に文書化された品質と靭性の懸念に対する業界の対応を反映しています。.

正規化の傾向:2012 年以降の脆性破壊の結果により、A105 鍛造品は業界で強制的な正規化を余儀なくされ続けています。 ASTM 仕様では依然として鍛造されたままの熱処理が許可されていますが、ASME によって承認された 2019 年のコード変更 (UCS-66 の曲線 B から曲線 A への再分類) により、すでに多くの新規建設プロジェクトで正規化が実質的に義務付けられています。コードの最小値に関係なく、最も重要なオーナーオペレーターはすでに A105N をデフォルトとして指定しています。.

サプライチェーンの状況: 炭素鋼PVF (パイプ、バルブ、継手) の入手可能性は2026 年まで堅調に推移し、A105 標準仕様のコンポーネントは、最も一般的なサイズと圧力クラスの1-2 週間のリードタイムで在庫があり、非標準サイズ、高圧クラス (1500 および2500) 、およびA105N固有のコンポーネントは、ミルスケジュールに応じて最大4-8 週間かかる場合があります。.

A105 スチールに関するよくある質問

A105 の素材とは何ですか?

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A105 は、EN 10222-2 P245GH (ヨーロッパ)、JIS G3202 SFVC1 (日本)、および DIN 17200 C 22.8 (ドイツ) とほぼ同等です。 ASME 準拠は SA-105 であり、ASTM 仕様を同様に採用しました。他のいくつかの特性はここには含まれていませんが、これらの仕様は直接同等です。組成制限は規格によって異なるため、完全な化学および機械データ表の工学的レビューに基づいて置換を行う必要があります。.

A105Nは熱処理においてA105 とどのように異なるのでしょうか?

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A105Nは、正規化された(余分な応力熱)プレート ー 890-950Cに加熱され、静止空気中で冷却される。 A105 仕様は熱処理を必要とするが、正規化、正規化と焼き戻し、焼入れと焼き戻し、またはアニーリングのいずれのプロセスも許可する。 「N」の文字接尾辞は、粒径を小さくし、衝撃靭性を高める特定のプロセスを保証する。 2019年のコード変更により、A105Nはすべての重要な圧力用途における主要な仕様となり、鍛造されたままの鍛造品における文書化された衝撃靭性の変動に対する緩和策として十分に確立されている。.

A105 に使用される一般的な鍛造方法は何ですか?

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A105 鍛造品は、部品に応じて、クローズドダイ (圧着) 鍛造、オープンダイ鍛造、またはアプセット鍛造によって作成されます。フランジは、一般に、リングローリングまたはクローズドダイ法によって製造されます。継手は、一般に、クローズドダイ鍛造によって作成されます。鍛造の実践では、全体として、鋳物やバーストックからの機械加工よりも粒子の流れの方向が大幅に改善されます。.

A105 の耐食性はステンレス鋼とどのように比較されますか?

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A105 は非常に低い残留クロム含有量の炭素鋼であるので、それは非常に低い耐食性を作り出します。 a182 F304/F316 は保護コーティングまたは陰極防食なしで大気の露出で速く錆び、ほとんどの水環境ですぐに腐食します; ステンレス鋼の鍛造品(A182 F304/F316)は16-18%クロムを含んで、腐食への優秀な抵抗の受動の酸化物のフィルムを作り出します。 a105 は一般にシステム部品上の腐食許容または保護コーティング上の要求される強さそして経済を作り出す能力で選ばれます。.

A105 製品にはどのような試験とQC手順が必須ですか?

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ASTM A105 では、引張試験 (熱ごとに1 回) 、ブリネル硬度試験、および化学分析 (熱分析、必要に応じて製品分析) が必要です 追加される可能性のある追加の特別な要件には、シャルピーVノッチ衝撃試験 (S1) 、液体浸透試験 (S6) 、磁性粒子検査が含まれます クリティカルサービスの購入者は通常、SA-388 に準拠した100% UT検査、個々のピース硬度試験、および正の材料識別 (PMI) 受領時点で追加されます サワーサービスのアプリケーションでは、NACE MR0175 ごとの硬度マッピングも指定します。.

A105 は炭素鋼を殺したのか?

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はい。 ASTM A105 は鋼鉄が鋼鉄製造プロセス中にケイ素(0.10-0.35%)および/またはアルミニウムで完全に殺菌される、すなわち脱酸されることを規定します。これにより溶存酸素が除去され、ガス気孔のない健全な均質な鍛造品が生成されます。.

A105 は、代替合金と比較してどのようにコストを節約しますか?

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同等のサイズ/クラスA182 合金鋼(F11、F22)鍛造品と比較して、同等のサイズ/クラスASTM A105 鋼鍛造品は一般的に約40-50%低コストであり、同等のA182 ステンレス鋼(F304、F316)鍛造品のコストは70-80%程度高い。これは、生産に使用される原材料のコストが低いこと、およびすべてのメーカーがA105 鍛造品を製造できることによるものです。したがって、使用条件が許す限り ⁄ 425° C 未満の温度であれば、腐食や極低温サービスを伴わないプロセス媒体 ⁄ A105 は、必要な機械的特性を最低コストで提供します。.