焼鈍した鋳鉄にショットピーニングをすると残留応力…

Question

焼鈍した鋳鉄にショットピーニングをすると残留応力が残る

いつもお世話になっております。工作機械の鋳鉄製（ミーハナイト　＜ＦＣ250相当です＞）のフレームですが、鋳造し、出来た製品のひずみとりのため焼鈍を行なっていますが、焼鈍した後に鋳肌をきれいにするため、ショットピーニングを行い機械加工を行いましたが、機械加工によるソリが大きく発生し、加工ができなくなってしまいました。そのため、現在ショットを行わず加工をしています。ショットにより、とったはずのひずみが再発することが実際あるのでしょうか。ショットの他にドライアイスブラスト、サンドブラストなでがあるようですが、それらによるひずみは発生するのでしょうか？
それとも、焼鈍の方法で、ショットに影響されなくなるのでしょうか。
ご専門の方のご回答をお願いいたします。

Answer

記述内容からのアドバイスをしますと、記述内容が、
> 工作機械の鋳鉄製のフレームですが、鋳造し、出来た製品のひずみとりのため焼鈍を行なって
> いますが、焼鈍した後に鋳肌をきれいにするため、ショットピーニングを行い機械加工を
> 行いましたが、機械加工によるソリが大きく発生し、加工ができなくなってしまいました。
なので、焼鈍でひずみ取りした後で、ショットピーニングにより残留応力が発生して、ソリが
大きく発生したと考えます。
ショットピーニング等で、鋳肌を奇麗にすることは、表面の大きな凸凹の特に凸部分を物理的
な衝突で変形させ、比較的小さな凸凹にすることです。
ですから、その力は衝撃的なものなので、表層部分は塑性変形を一瞬で起こしますが、その
内部は圧縮応力が掛かったままで表層部分が蓋をした格好で、残留応力として残ります。
以上が、簡単な説明内容です。

只、悪いことばかりではなく、
◆ 記述のように、肌を肌理細かく奇麗にすることができる
◆ 表面が加工硬化で硬くなり、強くなる
　 (これが、裏返しで残留応力が発生することになる)
ので、使用用途の応じた選択/チョイスをするとよいでしょう。

さて、
> ショットの他にドライアイスブラスト、サンドブラストなでがあるようですが、それらに
> よるひずみは発生するのでしょうか？
に関しては、ＹＥＳです。
それと、その残留応力の大きさは、表層面の変形の大きさ(厚み方向に比例と肌理の細かさ
に反比例)することになります。

この分野でのオーソリティーではありませんが、鋳造した後に鋳肌をきれいにするために
ショットピーニングしてから、焼鈍する工程は組めませんか？

鋳造した後は、冷え方等の違いにより残留応力が著しいと考えます。
また、ショットピーニングをしても、特に表層部分に残留応力が残ります。
ですから、その後に残留応力を取る焼鈍処理をすれば、一度に解決すると考えます。

Answer

ショットピーニングは、ギアなど積極的に残留応力（圧縮）を発生することに使われます。
　　http://shotpeening.gr.jp/?page_id=36
目的が表面の清浄化なのか、残留応力の程度具合によって飛ばす粒の大きさを選ぶ。

なので、残留応力は
　ショットピーニング　＞　サンドブラスト　＞　ドライアイスブラスト

の順であることは疑いなく、ドライアイスでは付着汚れを飛ばすが母材には影響極小で僅かな磨き効果ぐらいに留まる。
サンドブラストはその中間。メディアが様々あってクルミ粒などではドライアイスと同レベルになるかと思います。
　　http://brator.sinto.co.jp/BTOUSYAZAI.html

＞焼鈍の方法で、ショットに影響されなくなる

ショットブラストで発生するから、その強弱を見極めるのが対策となります。
サンドブラストの機械がなければ、装置メーカに依頼すればよいが、大物過ぎるのが大難点。
ドライアイスなら集塵が不要なはずです。

Answer

なかなか難しいですが
ショットをかけると振動して応力は取れるはずですが

かけ方によっては逆にたまります

焼鈍した鋳鉄にショットピーニングをすると残留応力が発生するのか