SCM435ボルト強度の調査結果
- SCM435を調質したボルトが破断した。
- 硬度測定結果から引っ張り強度の差が大きいため、他の物よりも折れやすい可能性がある。
- 斑は同条件の調質では通常発生しない。Bにかかる力とAの破断荷重の計算方法を教えてほしい。
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SCM435のボルト強度について
SCM435を調質したボルトが破断しました。 -- ←B | | | |A--------- C→| | |←D | |---------- | | -- Bの方向から力が加わり、付け根Aの位置で破損したのですが、硬度を確認する為に、CとDの位置で硬度を測定したところ、Cの方がよりもHrcで15位高い数値になりました。（良品には差がほとんどありませんでした） これは調質指示（Hrc25-39）の上限と下限になるのですが、硬度差から引っ張り強度の差が大きい為、延性の差で他の物よりも折れやすいと仮定をしたのですが、それは成り立ちますか？ また同条件の調質で、これほど斑がでる事はあるのでしょうか？ また、どのくらい力がBにかかった場合にAが破断するかを計算する方法を教えて下さい。
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一つの部品における、硬さバラツキとしては異常と判断されます。再確認の結果、硬さ測定値に間違いないとすれば、材質、熱処理条件についても疑ってみるべきではないでしょうか。例えば、焼入れ、焼もどしが不十分で、所定の衝撃値が出ていないため、衝撃による破壊を生じたか、または、焼入性の低い材料、例えば S45C などの異材混入がないか、念のため、再確認を要するものと推測いたします。なお、確認方法としては、熱処理条件については、事故品の再熱処理テストを、材質については、火花テスト(正常品と並べてテストして火花の違いを見る。)にて十分と思います。以上、参考になれば幸いです。
Ｂに加わる力でボルトが破断したと言うことですが、繰返し荷重による疲労破壊なのか、衝撃による破壊なのか、静的荷重が引張応力を超えたのか、水素ぜい性による遅れ破壊等ケースによって力は変わると思います。ボルトのサイズ、どのような力か（繰返し回数、衝撃はあるか、方向は変わるか）も少し説明がないと明確な回答が得られないと思います。
破断面の硬度が高い理由は一種の加工硬化現象で、破断面部分の結晶構造の 変位が硬化原因と考えられます。 破断力の計算法ですが、力[B]の負荷形態はどうなのでしょうか？もし単純な引っ張り力であれば計算に困られることは無いでしょうし、あるいは構造的にどこかに支点が構成されて、テコの原理でボルトに大きな破断力が負荷されたのであっても計算は単純なように思えますが。
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