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鋼の熱処理条件と収縮の検証
- 鋼の熱処理条件が収縮に与える影響を検証中。
- 試験炉と生産炉での熱処理条件に違いがあり、収縮率にも差が見られる。
- 熱処理の昇温速度や時間が鋼の性質に及ぼす影響について考察している。
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- kuroneko2020
- ベストアンサー率70% (80/113)
C型リングだったの。 切れ目の隙間が狭くなるように変形すれば、直径が減少するのは当然。 変形の理由は、加熱による残留応力の解放の可能性が高い。 残留応力を持つ物を加熱すると、変形して応力が解放されるのはなぜか。 それは加熱により耐力が低下し、残留応力に負けて塑性変形を起こすから。 加熱温度が高いほど耐力がより低下するので、変形量が大きくなる。 つまり変形量を支配しているのは最高温度。 最初の質問にあるような「熱量」が支配するのは、拡散支配のように、温度が低くても時間が長ければ、温度が高い短時間に相当するような現象に限られる。変形の原因が応力解放ならば、熱量を考える意味がない。 質問内容が重要な課題で、解決をお急ぎなら、地場の試験所に相談されることをお薦めします。 失礼ながら熱処理に関してはほとんど初心者だし、質問内容がポイントからずれていては、解決にはつながりそうもそうもありません。
- lumiheart
- ベストアンサー率47% (1148/2427)
回答5の補足に関して >以前の専門家のご回答ように外径はなにかが剥けて小さくなるかも知らないですが、 鉄と鋼 第46 年 第10号 https://www.jstage.jst.go.jp/article/tetsutohagane1955/46/10/46_10_1262/_pdf 1/9ページ 「Ⅳ結言 (1)鋼を空気中で高温に加熱すると粒界に沿って酸化が進行し割疵を生ずるが、 深さは約0.03mmであった.」 よーするに約30ミクロン程度、他の文献を探しても概ね似たようなもん せいぜいがダイヤルゲージで計測可能レベル、ノギスでは計測分解能未満 サンドペーパで磨いて実測してみれば? 外径寸法がいくつなのかは開示されないままなんでアレですが 写真から推測すると概ね50mm程度 その1%って事は49.5mm <500ミクロン縮小 ってことかな? 内部応力に拠る変形が約500ミクロン 酸化被膜脱落に拠る変形は約30ミクロン よーするに酸化被膜に拠る変形は無視して構わないレベルじゃあないかな? ただまぁ、酸化被膜厚さは文献にも拠るけどミリ単位も無きにしも非ずだけど 但し数時間とかの短時間でなく数十年レベルなんで https://jasbc.or.jp/images/imageparts/title/release/ronbun/2018/H30-ronbun005.pdf
- lumiheart
- ベストアンサー率47% (1148/2427)
- ohkawa3
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回答(8)に示したメカニズムと、表面が剥げること(酸化など)を比べれば、回答(8)のメカニズムの方が影響が大きいでしょう。 表面が剥げることについては、試験熱処理炉と生産熱処理炉の雰囲気の差を質問していますが、補足情報ががありません。結論に変化を与える可能性は少ないと思いますが、念のためご提示いただけないでしょうか。
補足
ご返事いただきありがとうございます申し訳ございませんが、回答(8)はどちらのか良く探せないですが、炉の内部にはガスやエアなど供給させなくています。炉内部容積水準の空気はあると考えられますが雰囲気は大気と同じです、、、
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1518/2552)
ご提示頂いた状況を整理すると、 熱処理によって、外径が約1%縮小し、隙間が約8%縮小したということのようです。(下図参照・・・寸法変化は誇張して描いています) この際、周長(赤色矢印で示す長さ)及び材厚(外径と内径の差)は、ほとんど変化がないと思います。 この寸法変化は、応力除去焼きなましによって、内周及び外周に存在した残留応力が開放されたことによる効果と思われます。 試験熱処理炉と生産熱処理炉の処理結果を同等にしたいとするご要望は理解できますが、どちらに合わせることが適切なのかは、本来の目的である応力除去が適切に行われているか否かに基づいて判断することが本質的のように思います。
補足
詳細な説明と図に感謝します。 もし他の方が説明してくださった外観写真に見える表面が剥がれたことについてご意見いただけますか? 表面が剥げるということがどんな意味なのか分かりません..
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1518/2552)
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1518/2552)
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1518/2552)
専門家の回答(3)さんの酸化膜の剥がれのご指摘からすると、試験熱処理炉と生産熱処理炉の雰囲気が異なりそうに想像します。 試験熱処理炉が不活性ガスで空気をパージしているような雰囲気又は真空炉で、生産熱処理炉は空気のままということはありませんか?
補足
正確に話せば製品はリングですがもっと正確にはリングで切断された隙間があるものです、熱処理あとに外径とその隙間の収縮率を確認しますが外径は約1%隙間は約8%に収縮されます。 以前の専門家のご回答ように外径はなにかが剥けて小さくなるかも知らないですが、隙間が小さくなったのはなぜでしょうかも理解が必要です、、、正解がなくてもご教授いただきたいです。
- kuroneko2020
- ベストアンサー率70% (80/113)
応力を除去したからと言って、形状が変化することはあっても、体積が変化することはありません。 何度も言いますが、直径が減少する理由を明確にすることが先決です。それが分からなければ、温度条件をいじっても解決しません。 あと、1%の意味は何ですか。直径が1%収縮するのか、全体数の1%の数だけが収縮するのか。
補足
ご返事いただきありがとうございます、直径が1%くらい小さくなったことです。 実際熱処理時一皮が剥けることができますか?金属の熱処理は全然知らないのに宜しくお願いいたします。皮が剥けたことなら高温になにかが焼けたと理解しても良いでしょうか?焼けたらなにが焼けて剥けたんですか?
- kuroneko2020
- ベストアンサー率70% (80/113)
右端の2個、表面から部分的に何かが一皮剝けていますが、これは何ですか。 左の5本には見当たらないため、全周が一皮剥けて直径が小さくなっていると言うことはないですか。
補足
ご返事ありがとうございます、私は金属の熱処理ははじめてなのにご返事いただきよう一皮剥けたため全周(外径)が小さくなるかもしれないが、本当にそんなことかどうかわかりませんが、素人なのに教えていただけますか?
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補足
ご返事いただきありがとうございます。 まず冷却は熱処理あとに自然冷却をさせます。冷却の条件による変化はまだ確認しなかったんですが。試験と生産処理も同じに自然冷却させています。