鉄鋼材料の降伏点とは？

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このQ&Aのポイント
  • 鉄鋼材料の降伏点について、下降伏点と上降伏点があります。また、高圧ガスでは下降伏点が参考にされることが多く、一般的には下降伏点で設計の強度計算が行われます。
  • しかし、実際の設計においては、部材の大きさや使用する環境によって異なる場合もあります。そのため、設計時には安全側に取ることが一般的です。
  • さらに、鋼材にはSS400やS25Cなどさまざまな種類があり、それぞれの降伏点強度も異なります。設計時には降伏点をどのように考慮するかを検討する必要があります。
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鉄鋼材料の降伏点 ?

夏休み期間中に疲労強度の資料を整理していて、つい気になって固まりました。 ↓は、随分以前の投稿であるが鋭い質問・良い質問なので再掲させて頂いた。 JISの金属試験では上降伏点を降伏点とすると明確に示しているのである。。。 では実務に於いて軟鋼・SS400やS25Cの基準強度を設計の強度計算を考える場合 今迄、下(しもと呼ぶらしい)降伏点を採用してきたのであるがハタと固まった。 ↓↓に本日調べた参考資料にも目を通して頂き屈託の無いご意見・議論を求む 最後の「SS400」の応力ひずみ線図dataからはσy=235 N/mm2 は、下降伏点か。 何れにせよ安全率を掛けるので曖昧でも構いはしないのだが、その基本部分を ボヤかす日本的なやり方が気に食わない。出来れば明確に取り決めたいのです 更に、S25Cに於いては焼ならしの降伏点強度だけしか一般には見ないのですが・・・ 軸径が大きいものは素材のまま溶接して使うことが多い。その際、皆さんは強度 計算する際は降伏点は如何程にしてらっしゃいますか？私は、焼きなましの 降伏点と仮定し、許容曲げ応力 σa=215/1.5≒143 N/mm2 と安全側にしてる。 多少の変形を許すか許さないか・・・或いは、上降伏点が3～4％近くなどの 制約もあるだろうけど。ココらへんの機械や環境による部分は多いだろうなぁ 暇に任せて長文になってしまいましたが設計に関わる結構重要なことだろう。 もしも設計で強度計算書を作るとしたら・・・安全側にして作ってしまうか？ 技術士試験問題用の文献であるが↓P5下段部に「実用的には下降伏点が限界値と して使用されます。この降伏点での応力を降伏応力といいます。」とあった。 https://pub.nikkan.co.jp/uploads/book/pdf_file50d96e9eb5342.pdf どうにもこうにも、文献によって様々で整合性がとれていないようである。 まぁJISそのものがASTMやANSIを模倣して作られたことを考えれば仕方ないか。 物事の本質を突き詰めて合理的に考える習慣の無い日本人だから曖昧で良いのか 本日、日航123便のニュースを見ても感じた。30年も経っても未だに事故原因を 確定できないorしようとしない日本は米国とは違った文化であるのは違いない。 しかし真実は隠せないし、隠蔽したところで何時かは真相が分かってしまうのだ そう言う意味で福島第一もそうだが、情報公開しない国の体制は恐ろしいと思う 夏休みも終わり、下降伏点☓下幸福点も過ぎ去ったので閉じさせて頂きます。 回答頂きました方々へ改めてお礼申し上げます。「また、よろしくね」 鉄鋼材料の降伏点 高圧ガスでは下降伏点 怪しいココでは上降伏点 参考になるココは下降伏点 https://www.nc-net.or.jp/knowledge/morilog/detail/41684/ https://www.youtube.com/watch?v=3AB36Xccv90 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/30/news113_2.html http://ms-laboratory.jp/zai/tensile/tensile.htm

noname#230358
noname#230358

質問者が選んだベストアンサー

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noname#230359
noname#230359
回答No.1

JIS検索では上下の優劣つけがたいようです。機械関連の主なもの ・上降伏点 　　JISB1051　炭素鋼及び合金鋼製締結用部品の機械的性質－強度区分を規定したボルト， 　　　　　　　小ねじ及び植込みボルト－並目ねじ及び細目ねじ 但し強度区分5.6迄。より強いものは0.2％耐力と引張強さで規定。 　　JISB1054　耐食ステンレス鋼製締結用部品の機械的性質 　　JISB1083　ねじの締付け通則 　　JISG7125　機械加工用中空棒鋼（ＩＳＯ仕様） 　　JISG7215　機械構造用プレーンエンド継目無鋼管（ＩＳＯ仕様） 　　JISZ3211　軟鋼，高張力鋼及び低温用鋼用被覆アーク溶接棒 ・下降伏点 　　JISD3607　ディーゼル機関－高圧燃料噴射管の鋼管 　　JISG3106　溶接構造用圧延鋼材 　　JISG7216　プレーンエンドの継目無精密鋼管 　　JISG7821　一般産業機械用炭素鋼鋳鋼品 　　JISZ2253　薄板金属材料の加工硬化指数試験方法 実測してのデータ集計 　　http://library.jsce.or.jp/Image_DB/committee/steel_structure/book/54624/54624-0037.pdf 　　表5.2.1　鋼種別の鋼材の機械的性質の統計量 　　最上段が上降伏点、次が下降伏点でいずれもFy 保証降伏点で除して無次元化。 SSは上下差が明瞭ながらSMでは差少ない。 本文それ以下に詳説あり。 またまた　法螺んてぃあ　が不愉快に登場 　　とあ～るベアリングメーカーの質問工程を含めた設備設計をしていますが、それでも理解が 　　できないことが多く。難儀しております。 　　国内のパチンコでも、トータルでは負けていない・・・ 玉磨いて入りやすくするのは違法だぁ!! 　　まだまだ、～や▽、▽▽、▽▽▽を使用している設備屋も関西では多いし、、、 三角おでんでベアリング!!(爆) 【訂正】 ・上降伏点 ・下降伏点 の上下が逆で　JISB1051ねじ　などが下降伏点を採用。

noname#230358
質問者

お礼

回答ありがとう御座います。 おまけに、こんなに詳しく調べて頂いて感謝致します。これらを見ると・・・ 下降伏点を使うのは少しの塑性変形も許したくない時に使われるようですし、 上降伏点を使うのは若干の変形が精度や使用上許されるものに使われるようです 戻って、あれ？っと思って気づいたがキチンと訂正されている辺りは流石です JISB1051 強度区分5.6までは下降伏点で規定されていますね。まぁ、それ以上は 降伏点そのものが生じ難いので0.2％耐力とかで規定するしか無いのだろうねぇ 鋼材は私も調べましたが上降伏点が多く、引張試験で上限の記録が得られ易いと いうこともあるんじゃないだろうか。 関西系の図面wも手伝どうとりましたこともありましたが、▽仕上げでと指定を されましたね。ちなみに我社は私が入社してから▽6.3に統一されました。 でも、まぁまともにJISに則り書いているのは数える程しか居ませんねｗ 法螺んてぃあ(HORANTHIA)っというかHAIKAIなのか知らんが嘘は許せませんね

その他の回答 (2)

noname#230359
noname#230359
回答No.3

とりあえず 150MPaを目安にしてる(鉄は) 溶接は70% 壊れるときは壊れるし壊れないときは壊れないということを信条に 壊れたときどうするかを考えて設計してます ↑ 原発は壊れないことを前提にしてまた動かしてしまった 廃炉にするまで抑制してても熱は出るので その熱で発電できないか考えないのかね 日航機はアメリカはトカゲの尻尾を切って早期解決をしただけで (大量リコールを防ぐため) けしてほめたものではない 日航も御巣鷹も腐ってやがる http://news.infoseek.co.jp/topics/businessjournal_150731 この時期 フジのあれ 終戦 原爆 日航 日テレのあれ で欝番組ばかり 反省はいつまですればいいのだろう

noname#230358
質問者

補足

回答ありがとう御座います JISB 8265 では,SS400の許容引張応力を安全率4で,100 N/mm2 に規定されている 一般に疲労強度は最小引張強さの1/2であるから安全率2で,100 N/mm2 にはなる これを降伏点 235 N/mm2(t＜16)で考えれば235/1.5≒ 156 N/mm2 になるから、 鋼構造設計基準に基いて設計するなら、貴殿の言われる150MPaになりますね。 溶接継手効率というのもJISB 8265 では,検査無しの場合の完全溶込み両側溶接 の場合に限ってη=0.7と規定していますが、最低の継手では0.45までもあります これは、プラグ溶接を行わない片側全厚すみ肉溶接継手になります。すみ肉溶接 は内部のすみ肉部に溶接欠陥が生じ易く疲労破壊や脆性破壊のリスクが高い。 ＞反省はいつまですればいいのだろう・・・相手がよいというまで・・・ですか http://www.jiji.com/jc/c?g=pol_30&k=2015081200764&r=y ＞最低の継手では0.45までもあります これは、プラグ溶接を行わない片側全厚すみ肉溶接継手になります。 上記中に誤記がありましたので訂正します。 ☓プラグ溶接を行わない片側全厚すみ肉溶接継手 → ○プラグ溶接を行わない片側全厚すみ肉”重ね”溶接継手 でした。 これは Ｌ-3 継手と言われています。・・・大変、失礼しました・・・ 何れにせよ、すみ肉溶接では最大でも0.55程度の溶接継手効率しか取れません。 仮に母材をSS400と仮定するとσa=100100 N/mm2 から 溶接部許容応力は 55 N/mm2 で、しかも板厚の0.7t位しかのど厚を得られない。 あ、σa=100100 N/mm2 → σa=100 N/mm2 ううむ、間違いが多すぎますね。。。

noname#230359
noname#230359
回答No.2

上降伏点と下降伏点の差は実用的にはどれくらい何でしょう？ 質問者さんが挙げられてるmonoistのヤツでは グラフのフルスケール中で誤差の範囲に消えてたのを拡大して発掘したと 解釈できるのだが？ 所謂、限界設計（超軽量化で安全率１．０にする） とかなら重要かも知れませんが ただ、熱処理とかのバラツキが上下降伏点の差を超えてるとか？ だったりして 現代の日本製には有り得ない？ でも、中国製ならどーなんでしょう？

noname#230358
質問者

お礼

回答ありがとう御座います。 「下降伏点の値は上降伏点の95～97％程度である」と言われて、また上降伏点は 材質の化学成分変動や引張試験の荷重印加速度によっても結構誤差が生じるから 大凡的な安全率の範囲からすれば、どっちでも大して意味が無いともいえます。 でも設計において、軟鋼：例えばS25Cの許容応力を決めようとするのであれば 此処らは社内的にも取り決めをしておかなければならないと思ったのですよね。 設計的には私は下降伏点が解るのであれば其れを使うのが理屈からは正しいと 思っています。但し、精度的に変形を許さないような機械などに於いてです。 SS400などは、そもそも最小引張強さにおいて400N/mm2以上であるから700N/mm2 でも規格上は合格という素材なので先の誤差なども吹き飛んでしまうような話。 そういう意味から,JISB 8265 ではSS400に下記の材料として制限があります↓ 2.1) 設計圧力が 1.6 MPa を超える胴，鏡板及びこれらに類する部分。 2.2) 設計圧力が 1 MPa を超える耐圧部分のうちで，長手溶接継手がある胴及び溶接継手がある鏡板。 2.3) 溶接継手の母材の厚さが 16 mm を超える胴，鏡板及びこれらに類する部分。 2.4)致死的物質又は毒性物質の保有を目的とする胴，鏡板及びこれらに類する部分。 尤も中国製のJISモドキは既に流通市場に合って価格からは到底敵いません

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