ガイド / 規格・仕様
ASTM A105とA350 LF2：必要な炭素鋼鍛造材質はどちらか
2026年10月13日
A105とA350 LF2は、バイヤーが鍛造フランジ、継手、バルブ部品で最もよく目にする、2つの炭素鋼の材質です。紙の上ではほとんど同じに見え、多くのバイヤーが、LF2がなぜ高いのかを不思議に思います。違いは、必須の衝撃試験を伴う、低温での靭性です。このガイドでは、2つを比較し、それぞれが使われる場所を説明し、配管システムが必要とする材質を得るために、RFQに何を記載すべきかを示します。
2つの規格が対象とするもの
ASTM A105は、常温およびそれ以上の温度で使う配管部品用の、炭素鋼鍛造品を対象とします。石油、ガス、水、蒸気、一般プロセス配管における、鍛造フランジ、継手、バルブ本体などの標準的な規格です。化学成分はシンプルで、炭素は0.35%まで、マンガンは約0.60〜1.05%、シリコンは約0.10〜0.35%です。最小引張強さは485 MPa、最小降伏強さは250 MPa、伸びは22%以上、最大硬さは187 HBWです。
ASTM A350 LF2は、低温での切欠き靭性が必要な、配管部品用の炭素鋼および低合金鋼の鍛造品を対象とします。LF2は、この規格の中の炭素マンガンシリコン系の材質です。強度の限界は似ており、引張強さは485〜655 MPa、最小降伏強さは250 MPaですが、-46 °Cでのシャルピー衝撃試験と、約197 HBWの最大硬さが加わります。クラス1は焼ならし、つまり空冷して焼戻しします。クラス2は、より高い強度のために、焼入れ焼戻しします。
ASME版には SA の接頭辞が付き、SA-105 と SA-350 LF2 になり、圧力設計規格や、ASME B16.5、B16.47 などのフランジ規格に出てきます。
比較表
| 項目 | A105 | A350 LF2 |
|---|---|---|
| 想定される使用環境 | 常温およびそれ以上の温度 | 低温、切欠き靭性が必要 |
| 代表的な化学成分 | C 0.35以下、Mn 0.60〜1.05 | C 0.30以下、Mn 0.60〜1.35 |
| 最小降伏強さ | 250 MPa | 250 MPa |
| 引張強さの範囲 | 485 MPa以上 | 485〜655 MPa |
| 最大硬さ | 187 HBW | 約197 HBW |
| 衝撃試験 | 規格では要求されない | 必須、-46 °Cでシャルピー |
| 熱処理 | サイズとクラスによる、焼ならしが多い | 焼ならしまたはQ&T、常に熱処理 |
| 一般的な価格 | 基準 | 約10〜25%高い |
見積を取る前に、各規格の最新版を確認してください。版によって限界値や規則が変わり、フランジの寸法は別の規格に従うためです。
衝撃試験をやさしく言うと
シャルピー試験は、切欠きの入った小さな棒を、振り子のハンマーで破断させ、吸収されたエネルギーを測ります。室温では靭性のある鋼も、低温では脆くなることがあり、遷移温度を下回ると衝撃エネルギーが急激に低下します。圧力部品の脆性破壊は、突然で大規模になりうるため、配管規格は、最低設計金属温度が十分に低い場合には、試験された靭性を要求します。
LF2は、-46 °Cで最小のシャルピーエネルギーを示す必要があります。一般的な要求は、フルサイズ試験片で、3本の平均が約20 J、どの1本も約16 Jを下回らないことです。厚い部品や小さな試験片では、限界値が調整されます。A105の規格自体には、このような要求はありませんが、バイヤーは補足要求として衝撃試験を追加でき、焼ならしのA105は、中程度の低温であれば合格することが多くあります。
2つのどちらを選ぶかは、好みではなく、設計規格によって決まります。ASME B31.3 のような規格は、最低設計温度、材料、厚さに基づいて、衝撃試験がいつ必要かを定めています。設計技術者に最低金属温度を尋ね、それに合った材質を記載してください。
熱処理
熱処理も違いの1つです。A105では、規則はサイズと圧力クラスによります。小さく低クラスの部品は、鍛造のまま供給されることがあり、大きい、またはクラスの高い部品は、通常は焼ならしで、熱処理しなければなりません。多くのサプライヤーは、疑いを避けるため、すべてのA105を焼ならしし、A105Nと表示します。LF2では、熱処理は常に必須です。クラス1の部品は、焼ならし、つまり鍛造温度から空冷して焼戻しされ、結晶粒を微細にし、衝撃試験が求める靭性を与えます。クラス2は焼入れ焼戻しです。それぞれの処理が何をするかは、鍛造品の熱処理のガイドで説明しています。
価格差の大部分は、熱処理で説明できます。LF2は、すべての部品に完全な炉のサイクルが必要で、衝撃試験片と、追加の書類もかかります。A105は、小さなサイズなら、そのいくつかを省けることが多くあります。
それぞれが使われる場所
| 用途 | 一般的な材質 |
|---|---|
| 水、蒸気、一般プロセス配管、温暖な気候 | A105 |
| 穏やかな気候の石油・ガスのフローライン | A105 |
| 寒冷地のパイプラインとプロセス、設計温度約-29 °C以下 | LF2 |
| -46 °Cを下回る極低温環境 | LF3またはオーステナイト系ステンレス鋼 |
| 海水温が低い海中・洋上 | LF2またはプロジェクト仕様 |
| 硬さ制限のあるサワー環境 | NACEの規則に従い、硬さ制限を加えたA105 |
知っておく価値のある3つ目の材質があります。A350 LF3は、ニッケルを3.5%含み、-101 °Cで試験されます。それより低い温度では、F304L や F316L などのオーステナイト系ステンレス鋼が、非常に低い温度でも靭性を保ちます。詳しくは、ステンレス鋼の鍛造品のガイドをご覧ください。
実際のフランジと継手
A105とLF2の鍛造品の大半は、フランジ、継手、バルブ本体で、形状は寸法規格に従います。フランジは、ASME B16.5 のサイズと圧力クラスに従って鍛造されます。ウェルドネック、スリップオン、ブラインド、ソケットウェルドの各タイプには標準の形状があり、金型と公差を単純に保ちます。タイプについては、鍛造フランジのガイドで説明しています。バルブ本体は、鍛造バルブ本体で扱っています。
これらの部品は標準品であるため、価格圧力が強く、品質にはばらつきがあります。マーキングは、最初に確認する良い点です。適合したフランジには、リムに、製造者名またはマーク、規格、材質、サイズ、圧力クラス、ヒート番号が刻印されています。マーキングがない、または不明瞭な場合は、出荷後ではなく、発注前に質問する理由になります。
依頼すべき書類
あらゆる圧力鍛造品について、ヒート番号を、化学成分、機械試験結果、熱処理に結びつける材料試験報告書を依頼してください。LF2では、報告書に、衝撃エネルギーの値、試験温度、試験片サイズを示す必要があります。EN 10204 の3.1型は、製造者の認定検査員が発行する、一般的な証明書の形式で、3.2型は、第三者の立会いを加えたものです。違いとそれぞれのコストは、鍛造の認証と規格の解説で説明しています。
試験の頻度と立会い者
何個の部品を試験するかは、試験の限界値と同じくらい重要です。規格は、熱処理ロットを単位に頻度を定めています。A105では、引張試験と硬さ試験を、熱処理した各ロットから採り、ロットの大きさは部品サイズによります。LF2では、衝撃試験も各ロットから採り、1組あたり3本の試験片です。ロットとは、同じヒート、同じ熱処理サイクル、似たサイズの部品の集まりで、大きな注文には、それぞれ独自の試験結果を持つ複数のロットが含まれることがあります。サプライヤーがロットをどう定義するかを尋ね、試験報告書が、出荷分のすべてのロットを記載していることを確認してください。10ロットの注文のうち、1つのロットだけをカバーする報告書は、残りについて、ほとんど何も教えてくれません。
プロジェクトで独立した証明が必要な場合は、第三者検査員が試験に立ち会い、証明書に署名できます。コストと時間が増えるため、見積の段階で合意し、どの試験に立会いがあるかを伝えてください。証明書のレベルの違いは、鍛造の認証と規格のガイドで紹介しています。
サワー環境と硬さ
硫化水素を扱う石油・ガスシステムは、サワー環境と呼ばれます。そこでは、硬さが高いと、鋼が硫化物応力割れを起こしやすくなるため、NACE MR0175 や ISO 15156 などの規格は、硬さ、場合によっては化学成分を制限します。サワー環境向けのA105は、通常、約22 HRCの最大硬さで供給され、炭素当量や残留元素にも制限が付くことが多くあります。これらはA105の上乗せの要求で、注文に記載する必要があります。たまたま硬さの限界値を下回った普通のA105フランジは、サワー環境の規則に基づいて試験・認証されたものとは同じではなく、証明書には、どちらを購入しているかが記載されているべきです。
バイヤーがよくやる間違い
最もよくある間違いは、コストを節約するために低価格の材質を注文し、後になって、プロジェクト仕様が衝撃試験を必要としていたと分かることです。フランジの出荷分を交換するコストは、最初に差額を払うよりはるかに高くつきます。2つ目の間違いは、材質だけを指定し、フランジの規格、圧力クラス、フェーシングを指定しないことで、サプライヤーが寸法を推測することになります。3つ目は、部品にヒート番号が示されていない証明書を受け入れることです。4つ目は、焼ならしと衝撃試験を含む見積と、含まない見積を比較することで、安いほうが実際より良く見えてしまいます。
これらすべての対策は同じです。完全な呼称を書き、規格と版を明記し、すべてのサプライヤーに、熱処理、試験、証明書を含め、価格に何が含まれているかを列挙するよう依頼します。そうすれば見積が揃い、残った差は本物の差になります。
在庫、納期、トレーサビリティ
A105フランジの標準サイズは広く在庫されており、一般的なサイズの大口注文は、すぐに出荷できます。LF2は在庫が少なく、特殊なサイズや高いクラスは、受注鍛造が必要なことが多くあります。受注鍛造は、鋼を購入または切断し、部品を鍛造して熱処理し、試験を完了して証明書を発行するため、時間がかかります。プロジェクトでは、鍛造の工程だけでなく、試験と証明書の工程を軸にスケジュールを立ててください。鋼のヒートから完成部品までのトレーサビリティは、お支払いに含まれるものの一部ですので、ヒート番号が部品に刻印され、証明書にも記載されていることを必ず確認してください。ヒートまでさかのぼれない鍛造品は、見た目にかかわらず、圧力用途には適しません。
RFQに記載する内容
完全な呼称を記載してください。たとえば、ASTM A350 LF2 Class 1 flange to ASME B16.5 に、版と圧力クラスを添えます。分かれば最低設計金属温度、試験と証明書の種類、マーキングの要求、補足要求も記載します。サイズごとの数量を示してください。穏やかな気候なら、どちらの材質でも受け入れる場合は、両方の価格が必要だと伝えてください。寸法は、フランジ規格に対して確認するよう依頼してください。
次のステップ
フランジまたは継手のリストを添えて、RFQを送ってください。お客様のサイズでこれらの材質を作る鍛造サプライヤー最大3社をご紹介し、24営業時間以内に返信します。チェックリスト全体については、鍛造サプライヤーの選び方をご覧ください。
よくある質問
低温環境で、LF2の代わりにA105フランジを使えますか？
設計規格と技術者が認める場合に限ります。LF2は-46 °Cで衝撃試験を受けますが、A105にはその義務がありません。設計規格が衝撃試験の免除を認める場合、または追加の衝撃試験を発注する場合は、A105を低温環境で使えますが、その判断は設計技術者のものです。
LF2は、A105より強いですか？
それほどではありません。どちらも、最小降伏強さは250 MPa、最小引張強さは485 MPaです。LF2には、引張強さの上限もあり、熱処理も厳しく、衝撃試験が必須です。LF2を選ぶ理由は、強度ではなく、低温での靭性です。
同じ鍛造品が、A105とLF2の両方を満たせますか？
満たせる場合もあります。適切な成分の焼ならし鍛造品が両方を満たすことがあり、二重認証の部品を販売するサプライヤーもあります。二重認証には両方の試験が必要なため、その前提で見積を取る前に確認してください。