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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:粗粒鋼の強度について・・・。)

精密な鋼材の結晶粒度バラツキの原因とは?

2023/10/15 13:23

このQ&Aのポイント
  • 精密な金属製品の製造過程で結晶粒度のバラツキが発生している場合、原因は鍛造時の温度や焼きならしの問題が考えられます。浸炭は原因ではない可能性が高いです。
  • 結晶粒度のバラツキがある金属製品は衝撃に弱いため、混粒があるベベルピニオンシャフトは車体の駆動力に影響を及ぼす可能性があります。ギヤの面圧が上がり、混粒原因で破損するリスクも考えられます。
  • 精密な金属製品の製造においては、結晶粒度のバラツキを最小限に抑えるために、鍛造時の温度管理や焼きならしの適切な処理が重要です。問題が発生した場合は、製造プロセスを見直し、品質向上に取り組む必要があります。
※ 以下は、質問の原文です

粗粒鋼の強度について・・・。

2007/07/12 21:48

当方金属材料については全くの素人で今、色々な分野を学習中なのですが・・・。まず1つお教えください。いま、分かっている内容をお伝えします。

熱間鍛造で素材がSCM415(焼きならし)のベベルピニオンシャフトを旋削加工、歯切り加工を施し最後に浸炭焼入れを行った製品の有効硬化層深さを測定するのにカットし硬化層深さを測定しました。
硬化層深さは問題なかったのですが、芯部・歯底の組織を観察しようとナイタール腐食液で腐食し金属顕微鏡で観察したところ、混粒が発見できました。我が社の規格では結晶粒度NOは6以上というのがあります。
で、そのベベルピニオンシャフトの結晶粒度は、JISでも計算式がありますが、計算するまでもなく粒が粗くバラツキが激しいです。(最大でNO.-2、最小でNO.8)

そこで、原因ですが・・・、鍛造時の温度、焼きならしに問題があると推測します。浸炭が原因とは考えにくいのです。
? 他に原因があると思われますか?

もう1つですが、そのベベルピニオンシャフトはエンジン→ミッションと伝わりスパイラルベベルに動力を伝え後輪のタイヤを回す駆動の役割果たすものです。
混粒があると衝撃に弱い特性があり厄介なものですよね?
? 車体の駆動力をそのベベルピニオンシャフトに託しているわけですが、ギヤの面圧が上がり荷重でそのベベルピニオンシャフトが混粒原因で破損するって言うようなことは考えられますか?

申し訳ありませんがご回答よろしくお願いします。

回答 (1件中 1~1件目)

2007/07/13 00:24
回答No.1

1 について
浸炭の温度が900~950℃であるならば、浸炭時の結晶粒の粗大化は考えにくいですね。
熱間鍛造後の組織を確認されて見ましたか?おそらくこの時点で混粒になっていると思われます。
鍛造温度と焼きならしの冷却スピードに注目したら良いと思います。
焼きならしは、浸炭温度+αにて保持後静気中にて冷却されていると思いますが、
焼きならしよりも完全焼きなましの方が結晶粒の微細化には有効です。
旋削加工、歯切り加工の加工性をにらみながら、鍛造温度と焼きならしの冷却スピードの
組み合わせの条件だしを実施したら良いと思います。

SCM415材を完全なましした後の硬さは80HRB程度(150HB)ですので現状の規格より
若干低くなります。完全なましは、焼きならしに比べると冷却の分だけ処理時間が延びます
のでコストアップは避けられませんがトライする価値はあると思います。

2  について
エンジンの高出力化に伴い、トランスファーにかかる負荷が大きくなり、これまでの設計で問題
無かったもが耐久テストにおいて破損したのがきっかけであったと鍛造メーカーさんから
聞いておりますので,今回のケースと類似していると思います。

お礼

2007/07/16 22:30

たいへん丁寧な御解答有難うございました。今後のスキルアップにもつながります。

またアドバイスをいただけると幸いです。

質問者

補足

2007/07/13 07:54

丁寧なご返答有り難うございます。

補足ですが・・・、首記のベベルピニオンシャフトの素材はHB硬度(170~210HB)の焼ならし指定です。
熱間鍛造素材は当方で所有していない為確認が取りづらい状況にあります。
ご指摘どおり、浸炭温度は900~950℃です。

完成品で混粒を発見し推測のみでご質問させて頂きました。

よろしければ補足をお願い致します。

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