SCM440の熱処理について

Question

SCM440の熱処理についてご教授願います。
SCM440に限らず一般論でも結構です。

調質したSCM440φ36にM24P3のネジ加工した後のネジ部の硬度はどの位になるのでしょうか。
硬度はHRC30で指示しているのですが、熱処理業者から調質深さは5mm程度しかできなくM24のネジまでは調質されないと言われました。
ただ、ネット等で検索をするとSCM440は深さ100mm位まで調質されるという情報もあります。
また、便覧で確認すると焼戻し温度が530°～630°で硬度HBW285～352の記載があります。この硬度の差は焼戻し温度によるものなのか、他の理由なのかが判断できません。

よろしくお願いします。

Accepted Answer

「調質したSCM440φ36の表面から6mm深さ部の硬度」
調質(焼入-高温焼戻)したSCM440丸棒の断面硬さ分布は、表層が高く中心が低いＵ曲線になっている。硬さ分布を知る方法は何か。破壊測定するのが確実だが、破壊することなく方法は何か。専門的には文献(a)図3を用いて推定する。

ジョミニー試験は噴水冷却であるのに対し、実際の部品は油冷である。このため回答(1)にあるようなジョミニー曲線の端からの距離を油冷した丸棒の表面からの深さに読み替える方法は適当ではない。

「SCM440は深さ100mm位まで調質される」
どのくらいの直径まで焼きが入るのか。過去にも類似の質問があったが正しい回答がなされていない。

まず「焼が入る」の定義。焼入組織が50%マルテンサイト組織(ハーフマルテン)になっていれば焼きが入ったこととしている。文献(a)図2はC量とハーフマルテンまでの焼入硬さの関係。0.4%C炭素鋼なら焼入硬さがHRC43以上なら焼が入っていると言える。SCM440の場合は、C量の規格範囲やC以外の合金元素による硬さ増加(HRC1～2ポイント)も考慮する。

丸棒中心の硬さは文献(a)図3(f)で判る。しかしイチイチ図3で検証するのは面倒。中心まで焼入可能な概略寸法が「最大有効直径」である。SCM440で65mm。古いJIS(G4103)には記載されていたが、現在のG4053には記載されていない。

もちろん65mm以上のSCM440でも調質はできるが、中心部は焼きが甘い「150mm丸のSCM440調質材」でも違反ではない。メーカー、ユーザーともそれを理解しているのが前提。

「SCM440の焼入焼戻硬度にはHBW285～352と広い範囲がある」
焼戻温度が最も影響しているが、それ以外にも規格内での成分のバラツキも影響している。なお材料寸法は考慮されていない。JISの機械的性質は25mm丸材で規定されており、それ以外の寸法については何も述べていない。

Answer

質問内容は、よく解りますが、できれば使用目的（何に使用するかではなく、どの様にしたい

かの記載）を記載してくれれば、よろしいんですがね。

中途半端な、材質を選択しているようにみうけられるので。

Answer

焼入性を保証した構造用鋼鋼材（Ｈ鋼）　
　　http://www.furuike.co.jp/composition[2].html
　　ジョミニー試験　急冷する端から離れた地点での焼入硬さの規格値
　　SCM440H  20mm HRc55～38

φ36なら芯までしっかり焼入され、調質＝高温焼戻で硬さを落としても充分な硬さが確保されます。

＞硬度HBW285～352

http://www.toishi.info/metal/hardness.html

規格と思いますが、φ200程まで市販あり、大径ほど硬さは低下するが、φ36程度なら充分選択範囲。
ネジの硬すぎは靭性が低下して危ないが、HRC30ならネジ強度区分8.8ぐらいの無難なとこです。

SCM440はHBW352でも使えます。
ネジや他のパーツは其れ位を指定することが多いかも。

http://www.toishi.info/jis_iso/kyoudo_zai.html
　　ボルトの強度区分と材質の関係
　　強度区分10.9　SCM435、SCM440
強度区分8.8　HRc30 ならSCM430でもいける。

http://koza.misumi.jp/lca/2006/06/260_6.html
　　鋼製ボルトの機械的性質
　　強度区分10.9　Hv320～380

しかし無闇に無意味に硬すぎるのは危険。本サイトではそのような主張が蔓延し放置された儘も多い。事故に至れば責任どうするかと言いたい。

浸炭までやらかす奴も出てきた。

事故に至れば・・・・
大阪のジェットコースターでシャフトボルトが折れ死者が出た事故。径がやや大きく材質が SNCM ？

日経雑誌に詳細が掲載され、原因は設計不適と点検不足ながら、熱処理の妥当性も詳しく分析してました。

大サイズのものはその類の重要部品であること多く、設計も製作にも慎重さが必要と思います。

SCM440の熱処理についてご教授願います