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溶接における鋼の切欠きじん性とは   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、溶接におけるの鋼の切欠きじん性について書きます。



■切欠きじん性とは

 切欠きじん性は、広義には切欠き試験片の破壊にたいする抵抗特性を意味

しますが、狭義にはVシャルピー吸収エネルギーをいいます。

 軟鋼及び低合金鋼の切欠きじん性に影響する因子は、化学成分、冶金的組織

と結晶粒度及び冷間加工度と時効などがあります。以下に具体的に示します。



■化学成分

 鋼中のC量を下げ、Mn量を高めることにより、切欠きじん性は一般に向上

します。すなわち、Mn/C比を増すほど遷移温度は低くなります。

 切欠きじん性を高める合金元素は、Mnの他、Ni、Al、Ti等があります。

逆に切欠きじん性を低下させる合金元素は、C、P、S等があります、

 Niの効果は、鋼の素地の塑性変形を容易にして、微視的な局部応力の増加を

抑制することによります。

 この他の合金元素については、

Siは0.2%程度まではじん性を向上させるが、それ以上ではかえって低下する

といわれます。

Cu、Crについては、約0.5%以上ではじん性を低下させます。

ガス成分(OやN)は一般に、じん性に悪い影響があります。

但し、微細に分散した窒化物(AlN、TiN)は切欠きじん性を向上させます。    


■熱処理及び組織

 熱処理により、鋼の組織を改良することにより切欠きじん性を向上させる

ことが出来ます。一般的に鋼は圧延のままより、焼ならしの方が切欠きじん性が

良好になります。焼入れ焼戻しによる低炭素焼戻しマルテンサイト組織の切欠き

じん性はそれよりも優れています。

 一方、調質鋼を、溶接後熱処理(PWHT;Post welding Heat Treatment)を

行った時、切欠きじん性が低下することがあります。これは焼戻しぜい性の一種

と考えられPWHTぜい化と呼ばれます。


■結晶粒度及び圧延温度

 鋼の切欠きじん性は、フェライト粒が微細なほど良好になります。

また、熱間圧延における仕上温度が低いとフェライト粒度が微細になり切欠きじん

性は改善されます。

 少量のAlやTiを添加すると、オーステナイト結晶粒、フェライト粒の微細化が

起こり、切欠きじん性の高い鋼を得ることが出来ます。


■冷間加工とひずみ時効

 低炭素鋼は、冷間加工とその後の時効によって、切欠きじん性が著しく低下する

場合があります。


■溶接の影響

 溶接や、ガス加工によって、鋼の切欠きじん性は著しく変化します。







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ジャンル : ビジネス

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