高周波焼入れ後の降伏応力

質問

お世話になります。

S-C材の機械的性質の一覧を見ると、焼きなまし、焼ならし、焼入れ焼戻し
に区別して、降伏点、引張り強さ、硬度等が載っていると思います。
これに対し、高周波焼入れをすると、焼入れ焼戻しに記載している硬度より高いものが得られますが、
機械的性質は焼入れ焼戻しと同一と捉えたらよいのでしょうか？
実力としては高周波焼入れの方が降伏点は高くなるのと思うのですが、
いかがでしょうか？

焼入れ深度も影響するとは思いますが、そもそも一覧に記載されている
焼入れ焼戻しの深度いくらの時なのか分かりません。
ズブ焼なのでしょうか。

ノウハウになってくるのかもしれませんが、皆さんはどのようにお考えでしょうか。
差し支えなければよろしくお願いします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

一般的な熱処理での性質はノウハウでも何でもないです。
本来はどのような材料、パーツであれメーカや商社が用意すべきデータシートの在処がはっきりしないのが日本。
それゆえ硬さ／引張強さ換算表を持出して曖昧な推定で済ませたりする。。。

世界に広げて探すと、Ｓ４５Ｃ相当の太さランク毎に硬さ、引張強さ、耐力、衝撃値、ジョミニ曲線、、、が満載されたデータシートがあります。

　　http://www.lucefin.com/wp-content/files_mf/10c45e93.pdf

Ｓ４５Ｃは焼入性が悪く総焼きすると硬さが分布するが、それでも太さランク別の引張強さで括ってしまう扱いが出来る。
硬さの分布はジョミニ曲線から判る。

しかし高周波焼入は表面だけの処理なので分布が極端。
処理の目的も構造全体の強度アップではなく、局部的に強度、耐摩耗性を向上させることにある。
また強い圧縮の残留応力が発生し、負荷の引張応力をキャンセルするため引張強さ疲れ強さの向上に効果がある。
改善効果は類似例があれば類推できるが、厳密には個別に確かめる必要がある。引張強さも一つの数値で云々できないから測定例も乏しい。

　　高周波焼入での硬さと残留応力の分布　一発焼入、移動焼入
　　タイの熱処理業者
　　http://www.uiengineering.com/Html/JP/Induction.html
　　残留（圧縮）応力　1200N/mm2　max

　　ネツレンのシミュレーション例
　　http://www.k-neturen.co.jp/gijutsu/netusyori/zz_kaiseki.html

　　山梨工試　超高周波加熱による高速精密熱処理システムの開発
　　図７：残留応力測定結果
　　http://www.pref.yamanashi.jp/yitc/Houkoku/data/H17/sen03.pdf

＞機械的性質は焼入れ焼戻しと同一と捉えたらよいのでしょうか？
均等に全体が効く単純引張なら、少ない焼入層は効かず焼無しとあまり変わらない。ねじり軸では表面の強さが効くため効果大。ギアにも効果大。

＞高周波焼入れの方が降伏点は高くなる・・・
降伏点は試料形状加工後に焼戻しをしないと顕れないほど微妙なものなので、、、0.2％耐力で代えると↑データシートも記述してます。

英訳は単語だけ２０個ぐらい辞書引きすればよいはず。それも鉄鋼材料の知識があれば辞書なくとも類推できてしまいます。

電気電子部品ならこのレベルのデータシートが完備されているはず、機械部品でも。なのに鉄鋼材料は設計便覧にチョロッとあるだけという状態。なので此処と思えばまたアチラと換算表頼みでサイトを彷徨う難民が生まれる。

　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=264017&event=QE0004
ここでも SCM435 について同じ海外サイトを引用してるがデータはそれだけで論じることが出来ます。

お礼

ご回答頂きありがとうございます。

恥ずかしながら英訳に時間がかかるので詳細理解できていませんが、
一見しただけでもこれまで見てきた資料とは情報量が違うのが分かります。
逆に、ざっくり検討したい時に悩むくらいですね。

>ねじり軸では表面の強さが効くため効果大。
まさに、降伏点をせん断強度に換算して、捩り検討をしようとしておりました。
純粋な硬化層のみのデータはなさそうですね。
単純にせん断強度に換算してよいものかも分かりませんが。

いずれにしても、今回頂いたご回答は大変勉強になります。
というか自分の無知が恥ずかしいです。
残留応力が1200MPaと言うのは想像をはるかに上回ります。

改めて　ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

他の回答者さんと似た内容になります。

事例がS-C材のために、
> 焼入れ深度も影響するとは思いますが、そもそも一覧に記載されている
> 焼入れ焼戻しの深度いくらの時なのか分かりません。
> ズブ焼なのでしょうか。
がぼやけた質問になっているようです。
その理由は、S-C材は焼き入れ性があまり良くないので、焼き入れ可能な有効径が
種類毎に決まっています。≪URLを確認下さい≫
量産等で数円や数十円アップがコストに大きく影響する以外はSCM材を使用することを
お勧めします。（S45Cがよく使用されますが、SCMならSCM435を使用です）

S-C材の焼き入れ等々の機械的性質は、≪参考のURL≫を確認して当該資料確保してください。

データの基は、

http://fatigue.jsms.jp/database/jsmsdb.html
日本材料学会編　金属材料　……

で確認もできます。（有料なので、材料屋経由からの入手がベター）

参考URL：

http://www.forming.co.jp/database/pdf/csmsu-2.pdf http://www.hakudo.co.jp/digicata_2011/top.html http://www.kikaikaihatu

お礼

ご回答頂きありがとうございます。

3つ目のURLはとても便利ですね。
ただ、設計18年生以上用との記載もございますので、
身の程をわきまえながら活用させて頂きます。