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鋳鉄の組織について  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

  今日は、鋳鉄の基地組織 について書きます。


鋳鉄の基地組織は、大きくフェライトとパーライトの2種に分類されます。

■フェライト
  黒鉛のまわりに見られる白い部分がフェライト組織です。軟らか
 くて延性があります。シリコン(Si)の接種を増やすとフェライトは
 増加します。但し過剰に接種しますとシリコンフェライトが生成して
 硬くなります。
  また、解枠までの時間を長く(ライン残し)すると徐冷(冷却速度
 が緩慢になる)されることになり、フェライトが増加します。


■パーライト
  黒鉛とフェライト以外の黒い部分がパーライト組織です。延性を持つ
 フェライトと硬くてもろいセメンタイトとが層状になった組織です。
 強靭でしかも耐摩耗性に優れています。
  パーライト化安定、やパーライト化を促進するCu,Sn,Mnを添加したり、
 急冷することにより、パーライト組織は増加します。




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テーマ : ものづくり
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硬さの色々 忘れたらアカン、ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、硬さについて です。


硬さは、皆さんもご存知のように、工業材料の強さを推定するのに有効
な物理量ですが、実態は何か少しわかりにくいところがあります。

また、工業の分野では、重量単位系はSI単位系にどんどん変わってきていま
すが、硬さはどちらかというと重量単位系で考えたほうがわかりやすい
物理量ではないかと思います。

詳しい説明は、別のブログを御参照いただくとして、メーカのカタログで
見つけた、色々な硬さについて名前だけでも覚えておくとちょっとかっこ
いいかもしれませんよ。


hardness+shurui_convert_20110501181855.png









テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

鋳造性、鍛造性、溶接性  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、金属材料の、鋳造性、鍛造性、溶接性について述べます。


■ 鋳造性

 鋳造性とは、鋳造の容易さの程度をいいます。したがって鋳造を可能にする

ための設計上の制限も含めて考慮します。鋳造性の程度を決定するもっとも

重要な要因としては、次のようなものがあげられます。

1.金属の凝固温度・・・この温度が低いほど、鋳造は容易です。

2.凝固後の金属の収縮量・・・収縮が少ないほど鋳型の製作は容易になり、

            設計上の融通性も増大する。
            
3.凝固点のすぐ下の温度における金属の強さ

        ・・・この強さが大きいほど健全な鋳物をつくることが容易
        
           になり、設計上の融通性も増大します。


■ 鍛造性

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加工性と成形性  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、金属材料の加工性と成形性について述べます。


■ 加工性

 加工性とは、金属材料を機械加工する場合の容易さを表わすために用いられる
 
言葉で、加工性を決定するには次のようないくつかの方法があります。すなわち、

必要動力、工具寿命、加工時間、加工表面の品質によるものなどです。

 加工性に影響する重要な要因としては、次のものがあげられます。

1.硬さ・・・材料の加工性は、同じ鋼種であればその硬さで変わります。一般に、

       材料は硬いほどその加工性は悪くりまする。

2.強さ・・・材料の加工性は金属材料の強さで変わります。鋼については、

       その加工性と引張り強さに対する降伏点の比の聞に密接な関係が
       
       あり、一般に強さが大きくなるほどその加工性は低下します。
       
       金属材料についていえば、よい加工をするためには強さの小さい
       
       ものがよいことになります。

3.組成・・・目的を持って添加した元素や、故意でなく含有されている元素は、

       その材料の加工性に大きな影響をもちます。たとえば、鋼中に鉛
       
       やイオクを相当量添加すると、その加工性はかなり改善されます。
       
       (快作鋼)


■ 成形性

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金属材料の腐食抵抗  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、金属材料の腐食抵抗について述べます。


■ 腐食抵抗

 腐食とは、環境との反応による金属材料の劣化現象をいいます。ある機械要素
 
の腐食現象は、それ以上の腐食を防護する皮膜を成生するか、あるいはその機械

が要求される強さを減少してついに破壊するにいたるまで腐食し続けるかのどちら

かとなります。金属材料の反応は、その環境条件によって変化します。たとえば、

鋼。低合金鋼は,清水中よりも海水中での腐食の進み方が速いし、また湿気の多い

大気中のほうが、乾燥した大気中におかれるよりも速く腐食が進行します。

 金属材料の組成成分のわずかな変化によって、与えられた環境条件に対する腐食
 
の抵抗性は著しい影響をうます。大気の汚染のような環境特性も、材料の腐食作用

に対してかなりの影響をもちます。とくに材料の疲れ強さは、腐食性環境下におい

ては非腐食性条件下にある場合より著しく低下し、また材料の極限強さよりかなり

低い静的引張り応力をうけた材料でも疲れ現象を起こします。


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材料の耐摩耗性  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、金属材料の耐摩耗性について述べます。


■ 耐摩耗性

 摩耗とは、2つの物体をこすり合わせることによって発生する変形あるいは
 
表面からの分子の除去現象をいい、機械要素の不適当な作動や破壊を生ずる原因

となります。摩耗現象はある機械要素が作られている材料の性質によるだけでなく、

それと接触している相手材料の性質によっても変化します。そして、機械の設計上

考慮しなければならない摩耗としては、次のような形式のものがあります。

 まず、引っかき摩耗はある機械要素に対してこすられる材料の堀起し作用による
 
分子の除去現象であり、また凝着摩耗は材料相互の問にカの作用と運動とがある場合、

2物体聞の相互作用によって両物体の表面から大きな分子が引き裂かれる結果起こ

る現象であって、このような場合両物体は焼付き状態になる場合もあります。

 また、物体表面の疲れ現象も摩耗に分類されます。例えば、歯車の歯の破壊は、
 
歯に荷重が繰り返し作用する結果として表面下に生ずる材料の疲れ破壊であり、

物体表面から金属の小さな薄い片が剥離して発生します。腐食性のある環境は、

それが物体表面に及ぼす作用のために、摩耗の開始や促進上大きな影響をもちます。

 摩耗現象は複雑な性質をもつために、金属材料の耐摩耗性を評価するための
 
単一の材料特性というものは存在しません。ただ、材料の強度やじん性や硬さ

は耐摩耗性と関連する特性であり、とくに表面の硬さは多くの場合もっとも重要

要因となります。表面仕上状態や潤滑状態ならびに接触している物体に対する

特定材料の組合せ方も非常に重要です。



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金属材料の減衰性  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、材料特性としての減衰性 について書きます。


■ 減衰性

 ある機械要素に対して、高頻度に変化する荷重が作用すると繰返し応力サイクル

が発生します。それが減衰されなければ、機械の性能劣化を生じたり、あるいは

早期破損の原因となる共振が発生する場合があります。

 このような振動のエネルギを低減、消滅させる金属材料の特性は、減衰性と

呼ばれます。そして機械においては、そのほとんどの場合に、特に構造物等のフレ

ームの場合、高い減衰性をもつ材料が要求されます。

 高い減衰性を持つ材料としては、鋳鉄、特にねずみ鋳鉄が有名ですが、制振鋼板

として、色々な製品が、各製鉄会社から供給されています。


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材料の軸受特性  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、特に金属材料の軸受としての特性について述べます。


■ 軸受特性

ある1つの機械要素が他の要素と接触して置かれ,しかも2つの機械要素の間に

すべり運動がある場合には、軸受作用がします。このような状態に対しては,潤滑や

温度、腐食のような問題点について十分検討しなければなりません。

 どのような金属材料も軸受として使用することは可能ですが、軸受用にはより適
 
した材料があります。このような材料は,接触する物体(すなわち,相手の要素)に

対して容易になじみ、しかも表面に油がよく付着する性質を備えています。その

結果、かじりや焼付きを防止し、また容易に硬い粒子や異物を埋め込んで、引っかき

や摩耗を防止します。このような特質をもつ材料は、優れた軸受特性をもつといい

ます。

 なお、軸受特性に優れた材料としては、バビットメタルや、銅合金があります。


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温度の影響  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、金属の性質に及ぼす温度の影響について述べます。


■ 温度の影響について

 金属材料に及ぼす低温の影響は、一般にその強さや硬さ、弾性係数を増大すること

になりますが、一方で材料がもろくなる傾向を生ます。このようなぜい化傾向は、

特に低炭素鋼や低合金鋼の場合に顕著になります。したがって、機械部品が低温

状態で衝撃荷重を受ける場合には、低炭素鋼や低合金鋼を用いることは避ける必要が

あります。しかし、ニッケルを多量に含む鋼は、-180℃以下の温度でも十分な

耐衝撃特性をもってます。


 次に金属材料に高温の影響は、一般にその強さやこわさをかなり低下させます。

そして、ある機械部品が一定荷重を受けているような場合には、その変形は時間が

経過するにつれて増加する傾向を示します。このような現象をクリープと呼びます。

しかし室温の場合には、時聞がたとえ年単位で測定されたとしても、クリープ現象

は実際上発生することはありません。温度が摂氏数百度程度になると、クリープ

変形は重要な問題になってきます。



 次に、ある機械部品が一定の変形を生ずるようにして用いられ(2つの物体を互い

に結合するために用いられたボルトのように)、しかも高温をうけるような場合には、

時間の経過とともに初期荷重が減少する傾向が生じます。このような現象は弛緩現象

と言われます。温度の上昇に伴う材料の強度の減少と、温度の増大と時間の経過に

伴うクリープ現象と弛緩現象の増大のために、使用材料の選択については、十分な

注意が必要です。マーシーは、圧力容器の設計規格の温度毎の強度を利用しました。

もちろん、安全率については製品の使用状況についてよく検討してどこまで使用可能か

を検討する必要があります。また、クリープ直下の温度になると、材料の酸化現象や

そう熱膨張についてもよく検討する必要があります。


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弾性とじん性について   忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、金属の性質としての弾性とじん性について述べます。


■ 弾性とは

 永久変形を生じないで,エネルギーを貯える金属材料の特性を弾性と呼びます。

そこで、衝撃荷重を受ける機械部品は、衝撃エネルギーを貯えるために大きな

弾性をもつ金属材料によって作られなければならないことになります。

ある金属材料の弾性値は、その材料の比例限度までの応力-ひずみ線図の線図と

X軸との間の面積で表わすことができますので、高い比例限度をもち、しかも

その点で大きなひずみをもつような材料は、比例限度やひずみの小さい材料より、

大きな弾性をもつことになります。


■ じん性とは 

 ある材料が、破損する前にエネルギーを吸収する性質をじん性と呼びます。


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