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SCMの熱処理について
2023/10/16 02:36
- SCMの熱処理とは何か、どのように行われるのかについて説明します。
- 材料特性表における熱処理項目の意味や、熱処理の選択基準について解説します。
- 熱処理は材料の中まで全体に行われるものであり、加工後の実施は適さないことを説明します。
SCMの熱処理について
2008/09/10 09:52
基本的なことと思いますが質問させて下さい。
JISの鉄鋼?で機械構造用炭素鋼等の材料特性が乗っているのですが、
その中で材料の記号の横に熱処理の項目があります。
たとえば、SCM435ならば焼きいれ830～880℃油冷 焼き戻し530～630℃急冷と書いて有ります。
これはSCMが素材段階で熱処理されており、その材料特性（引張り強さ等）は熱処理を実施した前提での
数値と考えて宜しいのでしょうか？
つまりSCMには熱処理を行っていない材料は無く、熱処理を行った製品がSCMと呼ばれる鋼材になると
考えて宜しいのでしょうか？
また、この熱処理は材料段階で実施されており、加工を行った後実施するものではないと考えて宜しいでしょうか？
この熱処理は表面だけでなく材料の中まで全体に実施するものなのでしょうか？
他にS○○C材の場合、N（焼ならし） A（焼なまし） H（焼きいれ、焼き戻し）（調質と呼ばれるもの？）
と3種類の熱処理がありますが、これは用途（必要強度）によって熱処理を選んで良いということでしょうか？
また、材料特性表には硬さだけで引っ張り強さなどが記載されていない熱処理項目があるのですが
これは規定が無いということなのでしょうか？
申し訳有りませんが宜しくお願いします。
回答 （8件中 6～8件目)
鋼材は基本的に素材段階で熱処理されていません。
普通は機械加工後に熱処理を行います。研削加工を行う場合は研削加工前に調質や表面硬貨処理を行います。
ただし、材料メーカによっては調質材や焼きなまし材を販売している場合があります。
機械加工後、または研削加工前に行う熱処理で、中まで熱を加えるものとして調質、ずぶ焼入れがあり、表面硬化として高周波焼入れ、浸炭焼入れ、窒化などがあり、表面だけではありません。
また、S○○C材の場合3種類の熱処理が載っていますが、」熱処理はこの３種類から選ぶ」ということではなく、「この条件で熱処理すると機械的性質がこうなります。」という風に読み取るもので、使用する側ではどのような熱処理で使っても自由です。
なお、焼なましの欄に引張強さが載っていないのは、焼なまし状態での使用を前提にしていないからです。焼きなましは加工しやすくするために行うもので、最終的に部品にした場合、焼きなました状態のままというのは有りえません。ただＳＸＸＣの場合は熱処理せず、素材のままの状態で部品にすることも有りえます。
最後に、ＳＸＸＣとＳＣＭＸＸＸの使い分けですが、比較的肉厚部品を中まで全体に焼入れする場合、質量効果が小さく、中まで焼きが入りやすいＳＣＭＸＸＸを使います。これはクロムやモリブデンの効果で、冷却時間が長くても焼きが入りやすくなっているからです。
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SCM材は、使用方法が少し難しい材料です。
SCM435-NやSCM435-Aは、単に冷間圧延の内部応力除去等をするための内容
で、素材そのものの特性がでます。
SCM435-Hは、焼入れ焼き戻しした鋼材で、丸Ｈ材とも呼ばれ市販されても
いて、比較的硬度が低く加工も比較的に容易です。
SCM435は、局部焼入れ（焼入れのみ）で使用する場合があり、焼入れのみ
の硬度はHRC50以上となります。
<前述の様な使用用途は、S45CやS55Cと同じです>
さらに、SCM415は炭素含有量が少ない鋼材ですが、表面の0.8mm程度の部分
に炭素を染み込ませて（浸炭させ）、高周波焼入れをすると、表面はHRC55
以上の硬度が確保でき、内部は素材のままの硬度が確保でき、硬くて靭性が
ある素材となります。（歯車等に使用されます）
等々、熱処理に関して、少し奥深い知識が必要です。
さて、SCM材の特徴は、以下を
http://www.venus.dti.ne.jp/~sando/other/scm/scm435.html
化学成分と材料特性（熱処理等の）は、以下のその部分をクリックして
http://www.forming.co.jp/database/index.html
また、硬度換算表で、硬度 ⇒ 引張強さを確認下さい。
そして、以下で各種炭素合金に熱処理特性を
http://furuike.co.jp/composition[3].html
以下で、N（焼ならし） A（焼なまし）等の用語を
http://www.daiwakg.co.jp/TECHHEAT.htm
http://www.atuen.com/sub230.htm
熱処理の事は、以下を確認下さい。
http://www.netushori.co.jp/story/index.html
お礼
2008/09/11 13:50
詳しい説明と情報サイトの御紹介ありがとうございます。
熱処理も調べていくと奥深いですね。勉強不足が身に染みます。
一般的にはSCM435のφ30シャフトが作りたいとして、材料屋さんにφ32のSCM435丸材が欲しいと言えば
SCM435Hの丸材が納入され、これは既にJISの焼きいれ830～880℃油冷 焼き戻し530～630℃急冷が実施され
JISの材料特性である引張り応力を持っているものであると考えてよろしいのでしょうか？
今までSCM○○○と数字でしか指定したことが無かったので、それぞれに対応した熱処理があるとは
思いませんでした。
SNCM鋼について質問していた者です．
似たような質問でしたので，自分の知っていることだけでも．
まず，熱処理は大まかに
焼きなまし→加工によって硬化したものをやわらかくし，加工しやすくする．
焼きならし→鋼の材質改善
焼き入れ・焼き戻し→硬さ(特に表面の)改質
だと思っています．
(焼き入れ焼き戻しは調質として総称されることがあります．)
たしかに必要強度や用途によって熱処理を変える場合もありますが，多くの場合は加工の段階によって熱処理を行うのではないでしょうか？
『焼きならした鋼材を焼きなまして加工しやすくし，加工後焼入れをして硬度を得る』
という風に把握しております．
(もちろん靭性を得る為に熱処理をすることもわかっております)
JISに記載されているのは，おっしゃるとおり熱処理をした際の機械特性を記載されています．(焼き入れ深さなどはJISを見てください)
しかし，最初からSCM鋼に焼入れをしたよう素材を渡されてしまった場合，あまりに硬すぎませんか？
切削等の機械加工に向かず，研削するか，結局焼きなまして加工するかになります．
これでは多くの場合，焼入れをした意味がなくなってしまいます．
つまり，焼入れは一般的に行われずむしろ焼きなまして販売されることが多いのです．
よって『SCMに熱処理をしない材料はない』のではなく，S--C材や，SCMといったS-A材などは基本的に自分で調質するものです．
(詳しくは下記のURLにて)
もし熱処理をしたくない，熱によるひずみが影響するというようならばプリハードン鋼のPX-5などを検討してみてください．
(プリハードン鋼：中程度に焼き入れ処理をした鋼材．被削性がよく，機械特性も優れる)
(PX-5：SCM系のプリハードン鋼)
>材料特性表には硬さだけで引っ張り強さなどが記載されていない熱処理項目
これは，確信を持って言うことができませんが，
１.焼きならしのときと大きな差異がない，
２.焼きなましたまま使うことはない
のどちらかではないでしょうか？
私は１だと思っておりますが，証拠がないのでなんとも…
非常に分かりやすく熱処理の説明をしてくれるサイトがあったので添付しておきます．
お礼
2008/09/10 20:38
御丁寧な解説ありがとうございます。
確かにSCM部品は加工をどうするのか？と言うほど硬く、加工性が低いものと聞きます。
加工前の素材がそこまで硬いと加工できなくはなくとも、作業性が悪いということですね。
と言うことは、教えて頂いたHPにあるように鋼材は熱処理前の材料を仕入れ
加工した後に指定熱処理を行い、JISにある材料特性を得ると言うことなのでしょうか。
ですが、今も熱処理について色々調べているのですが、加工には熱処理が必ずつくもの
と言うイメージがあります。
しかし、加工設備はあっても熱処理設備が無い会社もあるようです。
もちろん炉と言うようなものは無く、単にあぶる程度ならできるのでしょうけど・・・
そのような会社の場合、ある程度の形のものを購入し加工を行うようにしていると言うことなのでしょうか？、
仕上げ加工設備のみな会社の場合、完成図面からある程度の形状をした加工素材状態を
別会社に作ってもらい、熱処理まで終わらせたものを入荷して仕上げ加工のみを行っているということなのでしょうか？
加工量が少ないので加工硬化等の影響も少なく熱処理が不要と考えて良いのでしょうか？
お礼
2008/09/11 15:37
御回答ありがとうございます。
材料メーカによっては熱処理済みの材料を扱っているところもあると言うことですね。
つまり、購入段階で熱処理済みか未熱処理かは購入側（加工側）が選ぶわけですね。
もしくは
材料屋＝未熱処理材料を指定の形状に切って出荷
加工側＝加工して図面形状を作る、そして熱処理屋へ送る
熱処理屋＝指定もしくはJISによる熱処理を実施する。
↓
完成（別途仕上げ加工要？）
と言う流れが一般的なのでしょうか？
しかし、SCM材は熱処理（SCMだとずぶ焼入れ？）を行うと変形するっと書いてありました。
変形度合いが分かりませんが、公差加工などしていると狂ってしまうのでないでしょうか？
再処理をしたくないなら、熱処理済み鋼材を購入し、加工する方がよいのでしょうか・・？
ＳＸＸＣの表記方法の御説明ありがとうございました。
非常にすっきりしました。