SUS材S-N曲線の材料取り方向データ

質問

SUS材のS-N曲線について、評価材料のロール方向に対する材料取り(平行/垂直)方向の比較データが欲しいです。
一番の希望はSUS301-CSP材ですが、なかなかビンゴなデータも無いと思うので、他のSUS材でも良いです。
文献を教えていただけないでしょうか。
宜しくお願いいたします。

ご指摘どおり初回質問であり、利用ガイドを見ておりませんでした。
経緯など説明が不足したため、皆様のお手数をお掛けし、大変申し訳ありませんでした。
遅ればせながら背景を説明します。
社内で設計レビューがあり、板ばねについては、ロール方向の検証が行われます。その際のチェック項目にS-N曲線が含まれているのですが、メーカーからこのデータだけは得られず、また、事前にネットや図書館での調査はしたのですが答えに辿り着けなかったので投稿した次第です。

皆様から、早急にお返事いただき驚いています。
大変感謝しております。ありがとうございます。

回答No.8

noname#230359 · ベストアンサー

確かに専門業者に問い合わせるのが最良だが、それができない場合は以下を参考に。

圧延した鋼材の機械的性質を調査する場合、試験片は一般的に圧延方向から採取する。機械的性質、特に靱性が関与する特性は直角方向よりも圧延方向の方が良いことがほとんど。
薄板ばねの特性評価でも、文献(a)にあるように圧延方向で調査している。

ところがばね用ステンレス鋼の特性を調べてみたら、少し違っていた。

文献(b)図21ではSUS304-CPSのばね限界値は0度→45度→90度と高くなっている。回答(5)のHT2000も同様。一方疲労強度は図26にあるように異方性はほとんどない。

文献(c)図5でもSUS304-CPSの疲労強度に及ぼす圧延方向の影響は少ない。

ばね用の冷間圧延オーステナイト鋼では加工硬化(マルテンサイト変態)を利用している。文献(c)によれば、「18-8系ステンレス鋼の強度は、冷間圧延により生ずるマルテンサイト量と、圧延によって生じた方向性(機械的性質の)に依存する。その依存の割合は各特性値により異なり、引張強度などはマルテンサイト変態や方向にかなり敏感である。ばね限界値などは圧延による組織変化よりも板の方向性に左右されやすい。疲労強度は組織変化や方向性にそれほど敏感ではない」とされている。

小生はこの分野の研究をしたことが無いのでこれ以上の説明はできないが、SUS301-CSP材でも同様に、ばね限界値は圧延方向よりも垂直方向の方が高いが疲労強度の異方性は少ないと考えられる。

参考URL：

https://www.jstage.jst.go.jp/article/trbane1952/1986/31/1986_31_76/_pdf https://www.jstage.jst.go.jp/article/trbane1952/

お礼

おおお、今感激しています。

文献(b)の図26は、SUS304ということと、熱処理をしている点が使用条件と異なっていますが、S-N特性の異方性はほぼ無いと言っていい判断材料になる十分なデータに思えます。

最後の一文「ばね限界値は圧延方向よりも垂直方向の方が高いが疲労強度の異方性は少ないと考えられる。」の部分を私も意識しており、このあたりを丁寧に認識しながら設計を進めることで今後少しでもミスチョイスを減らせればと思っている次第です。

貴重なデータをありがとうございました。

回答No.9

noname#230359

回答（5）再

加工性についてはJISに関係する規定があるようです。

　　http://www.geocities.jp/nsfellowscorp/Mageware.htm
　　2. 曲げ性の評価方法
　試験方法の詳細は、JIS Z 2248 金属材料曲げ試験方法に規定されており、

数字は無いが、興味を引かれる記述内容。

　　4) 曲げ性に影響する鋼の成分
　　曲げ性と最も影響を与える鋼の要因は、鋼中に含まれる硫黄「S」元素です。
　　鋼中の「S」を低減させると曲げ性能を向上させることが出来ます。。。。

私も耐久性のデータをメーカーにお願いしたが、取りにくい出しにくいものなようです。
メーカー頼みよりも、小さなものなら試験したほうが早いと思います。試験速度は上げれるので～百万回は何日かで出ます。

お礼

実機で過負荷をかけて比較評価はできないか少し考えてはいますが、
試料の調達も必要なので、なかなか踏み出せません。
何はともあれ度々の回答ありがとうございます。

回答No.7

noname#230359

回答（2）の ohkawa さん記載の如く、“餅は餅屋”に任せて、データ入手した方が良さそう。

メーカーとして資料提出を求められてるのであれば、予算化して由緒正しいデータを
入手する必要があります。

URL『TOKKIN』さんの昔のデータには、図が記載されていたように記憶しております。
やはり、電話等での問い合わせも重要と考えます。

この森の問い合わせに関して、敷居が高い事を記載している御方が居ますが、
社内に相談できる方が居ない、又は何か自分が思っていることと異なる違和感がある、
そのような方でも気軽に利用でき、勘違いがある場合には正せるサイトです。

ルールはルールとして考え、世の中には『鬼の首を取る族』ばかりではないので、
ちゃんと対応してくれる方も居ますよ。

上述のCAEは、利用法の解析も必要であれば、予算があれば同時に活用できる、後学の
ための内容です。

後、
http://www.toishi.info/sozai/csp/index.html

参考URL：

http://www.tokkin.co.jp/materials/ http://www.bkeye.com/suscsp/ http://www.lancemore.jp/technical_database_top.html http

お礼

こんなに早く皆さんから回答いただいた時点でとても感謝しています。
今回の材料供給のメーカーさん以外にも餅屋のツテがあるので、図太く聞いてみようかなとも今思っているところです。
ありがとうございました。

回答No.6

noname#230359

参考になりそうなものを下記しておきます。疲労データは諸条件で微妙に
変わるので，実際の要求条件で試験確認されることをお勧めします。

http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~yanlab/education/Rolling-2.pdf
http://ci.nii.ac.jp/naid/110002375328
http://www.tec-lab.pref.gunma.jp/info/etc/seeds/kikai5.html

お礼

実測ですか・・敷居高いです。
行き詰ったら考えることにします。
回答ありがとうございました。

回答No.5

noname#230359

回答（2）お示しの『ばね材料データベース委員会報告』は良いデータと思います。
硬さの方向性をどう測るのか悩んだことあります。

類似したデータ
　　時効硬化高強度ステンレス　NSS HT2000
　　http://products.nisshin-steel.co.jp/catalogue/stainless/nss_ht2000/index.shtml
　　機械的性質
　　60%冷間圧延後 時効処理: HV1=600　（板厚: 0.15mm）
　　　　　　　　ばね限界値（N/mm2）
　　L（圧延方向）1053
　　T（90°方向）1465
引張強さはさほど違わないことに注目要。加工硬化のみのオーステナイト系では更に違うはず。

データが見いだせないのは、JISは90°方向のみの試験だし、圧延方向で使うのは事実上御法度にしているためと思います。S-N曲線に至っては・・・

量産のフープ材では起き得ないが、試作で方向違いに作られてしまったことあり、その耐久性は１桁以上落ちました。

材料欠陥も圧延方向に延びるので、耐久性は強度データよりさらに悪くなるように思います。

⇒回答（7） 投稿者： 後（ご）の先（せん）、アフターユー

質問者は他の項を見ないことに付け込み、デタラメ放題なのを隠し、さも立派に振舞うだけ。
本件でも示す資料は何ら役立たないが、それは何時ものパターン

　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=312817&event=QE0004
　　ＧＡＹ爺　アホ丸出しｗ
　　門外漢のくせに出しゃばるだけのお邪魔虫
　　原理を全くしらないド素人で資料もデタラメ激　　（私）

　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=311641&event=QE0004
　　コイツの場合は　多様な意見　でなく　嘘も混じる無茶振りゴミ

　　本件回答（3）の専門家黒猫さんもゴミ掃除して頂いたことが気に食わず暴言を放つ

　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=310081&event=QE0004
　　回答（11）
　　＊猫のガチガチ記載には、融通のきかない嫌気がさす。

　　ヲッサンのは、じゅるじゅるﾌﾆｬﾌﾆｧ～記載のゴミ!!
　　腐ったゴミ屋敷なんぞ見たくもないはずが、もしあれば、投稿検索『イカ足タコ足』・・・

　　↓
　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=272305&event=QE0004

イカは1本欠けて９本　タコ８本!!　見るだけでげんなりながら当り無!!

お礼

勉強になります。ありがとうございます。
「圧延方向で使うのは事実上御法度にしている・・」これはばね限界値の材料取りと同じ方向で使うのが基本で他方はNGということでしょうか。
SUSの使用経験が少なく初歩的な質問ですみません。

回答No.4

noname#230359

製造メーカは持ってると思います。
非公開？
直接用途を提示し教えてもらうのが良いと思います。
答えてくれるかは？ですが。
SUS301CSPの用途によってはJIG等を製作し確認しては如何か。
参考まで
H材でﾋﾞｰﾄﾞ加工すると圧延方向のほうがﾋﾞｰﾄﾞ高さは高くなり
これを潰すと直角方向のほうが残留ﾋﾞｰﾄﾞ高さが高いです。
文献は期待できないと思います。
民間は非表示、大学等々では？

お礼

なかなか思うようにデータが揃わず困っている次第です。
測定するというのは敷居が高いですが場合によっては実験も必要かもしれません。
回答ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

＞SUS301-CSP材・・・
私も、SUS304-CSP材を使ったことがある。
確か圧延に種類が在ったように記憶している。確かH-だったかな

JISG4313「ばね用ステンレス鋼帯」
やはりそうだった。ただ熱処理(調質)種別で「1/2H」とかが規定されている。
以前に市販品を購入した際は、SUS304-CSP-H だったのを思い出しました。
そのときは、消耗品として予備品を納入したのを鮮明に思い出してしまった。
希少な材料のようだったがミルシートも手に入りにくかったかも知れないから
・材料の異方性はあるかも知れないな。今まで考えもしなかった。。。ああ。

※戻って、末尾の調質種別により大きく機械的性質も異なるのでここも重要

お礼

異方性と言っても特性ごとに意外と傾向が異なったりするので、結構悩ましいという感覚です。
コメントありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

餅は餅屋

ばね用ステンレス鋼の専門業者に問い合わせた方が、的確な情報が得られ
そうに思います。

＞ばね用ステンレス鋼は、冷間圧延によって製造されていますので、必然的に＞異方性を有しています。
＞ゆえにばね性の高いものほど圧延率が高いため異方性も強くなりますので、＞ご使用に際しては異方性を考慮されることが必要であります。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/trbane/2010/55/2010_55_63/_pdf

S-N曲線データではありませんが、上記文献のFig.7あたりが参考になりませんか？

NIMSの金属材料データベースに情報があるか調べてみました。
残念ながら、疲労に関するデータは、棒材の回転曲げ疲労データだけ。
オーステナイト系ステンレス薄板の圧延方向に関するデータは
見つけられませんでした。

NIMSの金属材料データベース：
http://metallicmaterials.nims.go.jp/

参考URL：

http://www.tokkin.co.jp/materials/stainless_steel/spring

お礼

ネットではいろいろ調べたのですが、なかなか良いデータが見つかりませんでした。
何はともあれ、早急に回答いただきありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

質問１回目のかたですね。『技術の森ご利用ガイド』は読まれましたでしょうか？

質問をされる場合に技術的背景などを説明しないと回答される方が二度手間になります。
技術の森のような回答者の善意による質問サイトでは　御自分の要求を記述するだけではなく回答される方が的確に回答しやすいように　質問に追記などで情報追加されたほうがよろしかろう。

そんな手間かける位ならわざわざ尋ねないよというのも現在の質問者の主流ではあるかも知れないが。

参考URL：

https://www.nc-net.or.jp/knowledge/mori/guideline.html

お礼

ルールを知らず、大変失礼しました。
ご指摘はごもっともです。
コメントいただきありがとうございました。