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クロムモリブデン鋼のヤング率

材料・素材 > 金属
水の掛かる設備なんですが、これまで主軸として使用していた
SUS420J2の代わりに、クロムモリブデン鋼を検討しています。

SCM435を想定して、機械的性質を比較したのですが、引張強度や
硬さについては問題なく、あとはたわみと腐食が気になるところです。

特に、たわみについては、SCMの縦弾性係数やポアソン比が明記された
資料が社内でもなかなか見当たらず、試しにインターネットで検索
してみると、これらの値がやはり出てきません。

S-C材のそれと近い値と推測するのですが、一般的な代表値等ご存知
でしたらご教示下さい。
2007-04-24 15:08

>> 元記事を見る


回答(2) [答え] [専門家] [自信あり]

1.縦弾性係数は、何故変化しないか
 マイスターさんの回答でも解るように、低合金鋼での、ヤング率の
変化は極、わずかなものです。
 その理由ですが、縦弾性係数は、鉄の結晶の原子間の結合の強さで、
決まるもので、微量に添加された合金元素には影響を受けません。
 これは、金属学の専門書では、明確に書いていないくらいない基本
的なことで、入門書や教科書などで、やっと記述があるようなことで
あります。
2.強度あるいは剛性は、微量な合金添加で変化する
 強度(耐力等)は、設計的には、塑性変形が始まる荷重あるいは応力
が問題になります。少々乱暴に言えば、結晶中の転位が動く荷重であり
これは、微量な合金添加により格子の動きに影響を及ぼし大きく変化し
ます。
 熱処理が行える合金鋼では、さらに大きく変化し耐力は倍以上に容易
に上がり構造設計的には、軽く強度のある部品あるいは構造体が作れま
す。
 しかし、この2つともヤング率が変化したのではなく、弾性領域が
伸びただけであり、見かけの曲げ剛性が増したにすぎません。
3、高合金ではどうか。
 ステンレスなどの高合金のほとんどは、ヤング率は下がる方向です。
 下がってもせいぜい4~5%どまり、SUS304でも2.0~1.98×10~4
 程度です。
 理由は、前述のように原子間の結合力がベースだからです。 

 但し、この数%の違いを問題にするような、高度な設計であればクロモリ
 のヤング率が必要なのかもしれませんが。

73638さん 2007-04-25 17:47

●質問者からのお礼

ご回答ありがとうございます。
縦弾性係数や降伏点の意味がわかれば、教科書に
でていない金属の物性値もある程度推測できるの
ですね。
今後の心がけにしていきたいと思います。
2007-04-25 18:56


回答(1) [答え] [関係者] [自信あり]

お使い下さい (材力の参考書より)
 
 材料  E:Kg/m㎡  G:Kg/m㎡   ν
 軟鋼  2.1×10~4 8.1×10~3 0.28~0.33
 硬鋼  2.1×10~4 8.1×10~3 0.28~0.33

バネ鋼 2.1~2.15×10~4 0.28~0.33
 焼入れ  8.5~8.8×10~3

2007-04-24 16:44

●質問者からのお礼

早速のご回答、ありがとうございます。
SCM435の炭素量では、軟鋼と硬鋼の中間くらいかと
思いますが、いずれにしてもヤング率210GPa、ポアソン比0.3
程度ということでしょうか。
そうしてみると、S45C等の炭素鋼とほぼ同じとして考えて差し支え
ないんですね。
2007-04-24 16:58


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