純粋な鉄の物理的特性：降伏強度（YS）および究極の引張強度（UTS）
純粋な鉄の降伏強度（YS）と究極の引張強度（UTS）は、純度、処理方法、熱処理に影響される重要な機械的特性です。以下は、これらのプロパティに影響する典型的な値と重要な要因です。
典型的なYSとUTSの純粋な鉄の範囲（99.8％以上のFE）
| 財産 | 範囲 | テスト標準 | 説明 |
|---|---|---|---|
| 降伏強度（YS） | 120–180 MPa | ASTM E8/E8M | 初期の塑性変形でのストレス |
| 究極の引張強度（UTS） | 220–280 MPA | ISO 6892-1 | 破壊前の最大応力 |
| 伸長 | 30–50% | ASTM A370 | 延性を測定します |
YSとUTに影響を与える重要な要因
純度レベル
工業用純粋な鉄（FE 99.8％）：ys≈120–150 MPa、UTS≈220–250 MPa。
高純度の鉄（FE 99.95％+）：YSは80〜120 MPa、UTS 180〜220 MPaに減少する可能性があります（不純物が少ないため、粒界の強化の減少）。
処理方法
コールドローリング: Increases strength via work hardening (YS >200 MPa、UTS最大300 MPa）ですが、延性が低下します（伸び<20%).
アニーリング: Restores ductility (elongation >40％）しかし、基本レベルまで強度を低下させます。
穀物サイズ
穀物洗練の強化：小穀物（たとえば、100μmから10μm）は、ホールペッチ関係（YSが〜50 MPa増加する）を介してYSとUTを改善します。
熱処理
正規化：バランスのとれた強度と靭性のために、微細構造を均質化します。
クエンチングと抑制：純粋な鉄（位相変換なし）にはめったに使用されませんが、低合金バリアントに適用できます。
アプリケーションとパフォーマンス要件
電磁デバイス（トランス、モーターコア）
要件：低YS（簡単な機械加工）、高磁性透過性。
材料の選択：高純度アニール鉄（YS≈80–120 MPa、UTS≈180–220 MPa）。
構造コンポーネント（ブラケット、ファスナー）
要件：中程度の強度と延性。
材料の選択：コールドロールされた純粋な鉄（YS≈180–220 MPa、UTS≈260–300 MPa）。
実験室/高精度機器
要件：超低不純物、均一な特性。
材料の選択：真空溶融鉄（FE 99.99％+、YS<100 MPa, UTS ≈ 150–180 MPa).
他の材料との比較
| 材料 | YS（MPA） | UTS（MPA） | 典型的なアプリケーション |
|---|---|---|---|
| 純粋な鉄（アニール） | 120–150 | 220–250 | 電磁成分、シールド |
| 低炭素鋼（A36） | 250 | 400–550 | 建設、一般機械 |
| 純粋な銅（アニール） | 70 | 220 | 電気導体 |
材料選択ガイドライン
強度を優先します：コールドロールされた純粋な鉄または低合金の鋼（たとえば、MN/SIの追加）を選択します。
磁気性能を優先します：オプションで水素アニールされた高純度アニール鉄を使用して、炭素を減らします。
バランスプロパティ：強度と形成性を最適化するために、穀物精製のために制御されたローリングと冷却を適用します。