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炭素鋼の温度による体積変化について
隙間のある(ワッシャ型)炭素鋼リングの熱処理温度による体積変化サンプル1:620度で30分/隙間収縮率5.6%サンプル2:630度で30分/隙間収縮率3.4%サンプル3:660度で30分/隙間収縮率2.2%、私は金属熱処理は初めてですが、あまりにも当然に温度が上がるほど隙間収縮率が大きくなると予想しましたが、正反対の傾向が出ます。鉄鋼の温度による体積変化で、温度が上がるにつれてあんなに収縮がむしろ大きくなる場合は、どう解釈すればいいのかわかりません。 一般的な炭素鋼があんなに温度が上がることによって体積がむしろ減ることがあるのですか？教えて頂くと幸いです.
- Kenjiazuma
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- 熱処理
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- tetsumyi
- ベストアンサー率25% (1946/7534)
前の人も回答してますが熱処理で結晶構造が変るのですから当然体積が変ります。 炭素鋼を扱う人が当然知ってないといけない基本です。 https://www.west-hill.co.jp/column/austenite-in-heat-treatment/
- lumiheart
- ベストアンサー率47% (1141/2405)
落ち着いてきたんで 本件は２年前の質問の続きでしょうか？ https://okwave.jp/qa/q10058744.html https://okwave.jp/qa/q10058081.html https://okwave.jp/qa/q10020563.html ２年前はRHK（ローラーハースキルン）の連続炉だったし 本件も同じRHKなのか？ 本件も同じ金属酸化物なのか？＜本件はステンレスと記載されてるし ２年前もCリングだったのか？（どんなワークなのか？開示されてない）
- kuroneko2020
- ベストアンサー率70% (80/113)
私も公立試験所に相談されることを、再度お勧めします。 苦労されていることは良く分かりますが、ご質問に回答するのに必要な情報の提供が不充分です。解決するためには、専門家と面談して、必要な情報を聞き出してもらうことが必須です。
お礼
心から感謝いたします。
補足
私の質問に答えてくださった一人一人に心から感謝いたします。多くの方がアドバイスしてくださった通り、公立試験の方に問い合わせてみるようにします。 寒くなるので風邪引かないように気をつけてください
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1508/2538)
ご質問のきっかけは、熱処理を試験設備で行った場合と生産設備で行った場合の寸法を揃えるための温度管理だったように思います。 状況を掘り下げていくと、材質、熱処理前の状態、C形形状への加工法など、現象を解明するには上流側の情報が必要であることが分ってきました。 本質的には、試験設備と生産設備の差異の問題以前に、熱処理の目的を明確にして、目的に適合した管理指標を導入することのようです。 解決を急いでいる事情があると思いますが、都道府県の工業試験所などの技術相談を利用することをお勧めします。 Q&Aサイトではなく工業試験所をお勧めする理由は、公開のQ&Aサイトでは設計情報などを開示できないため、的確な判断が難しいと思われること。また、テキストベースのやり取りを行っても、問題解決のために必要な情報量、速度ともに不十分であり、短時間での解決は困難と思われることなどです。
お礼
心から感謝いたします。
補足
私の質問に答えてくださった一人一人に心から感謝いたします。多くの方がアドバイスしてくださった通り、公立試験の方に問い合わせてみるようにします。 寒くなるので風邪引かないように気をつけてください
- lumiheart
- ベストアンサー率47% (1141/2405)
＞C字型のリングを作る時、成形装置から材料を楕円形に曲げて成形します。 成型方法は何？ 定石的にプレス打ち抜き？ https://www.fukasawa.co.jp/processing_list/punching/#:~:text=%E6%8A%9C%E3%81%8D%E5%8A%A0%E5%B7%A5%E3%81%A8%E3%81%AF%E3%80%81%E4%B8%80%E8%88%AC%E7%9A%84 それともフラットバーを丸曲げ？ https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110310111779/?KWSearch=%E3%83%95%E3%83%A9%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%90%E3%83%BC&searchFlow=results2products まさかの焼結成型？ http://www.kodan.co.jp/sintered-metal/ ＞隙間が熱処理後に減るのが熱処理後の管理値ですが、 だれが決めたの？ おぼろげな記憶では前任者も上司も居ないとかだったような？ それとも客先から設備仕様が決められていてその通りにやってるダケ？
お礼
心から感謝いたします。
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私の質問に答えてくださった一人一人に心から感謝いたします。多くの方がアドバイスしてくださった通り、公立試験の方に問い合わせてみるようにします。 寒くなるので風邪引かないように気をつけてください
- kuroneko2020
- ベストアンサー率70% (80/113)
体積変化ではなく、変形だとして回答します。 変形率は620℃で大きく、660℃で小さくなっています。 炉から取り出して自然冷却した場合は、相似形で熱収縮するだけで、変形はしないと考えられます。 ということは、炉内に入れた処理材は、温度が上がるに連れて隙間が狭くなっていき、620℃で最も狭くなり、さらに温度を上げると、逆に隙間が拡がっていることになります。 残留応力の解放による変形なら、そのようになることは考えられません。それ以外の要因が働いていると考えられます。 材質は何ですか。 熱処理する前の状態は、焼きなましですか。 残留応力は隙間が拡がる方向の応力ですか、それとも狭まる方向ですか。 620℃以下(例えば400～600℃)に加熱した場合の変化はどうなっていますか。
お礼
心から感謝いたします。
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この問題について皆さんにお世話になっています。 まずC字型のリングだと思っていただければいいです。 C字型のリングを作る時、成形装置から材料を楕円形に曲げて成形します。 この時、隙間が熱処理後に減るのが熱処理後の管理値ですが、生産熱処理機で成形後の製品を熱処理する前に試験熱処理で熱処理して温度、時間を推定して大量の製品を処理するのが製造プロセスですが、試験熱処理機の条件をまだ見つけられず、残留応力の場合おっしゃった部分についてまだ理解していないのが事実です。 私があげた質問によって多くの先生たちが返信してくださったことにとても感謝していて、これまで知らなかったり逃した部分を振り返ることはできたが、まだ該当条件、すなわち生産処理機で600℃で1時間処理結果と試験処理機で処理結果が同じように出ることを見つけられずにいます。 無知極まりないですが、これまで化学物質(非金属)の熱量や熱交換器の設計などはかなり多く探してみましたが、SUS材質の熱による物性変化は勉強したことがなく、業務的に急に接するようになって分からないことが多いです。 C型リングの材質はstainless steel程度と知っています。まだ私もテストをしていますが、なぜ温度が上がるにつれてC字の隙間が減らず、むしろ増えるのか分からず、おっしゃったとおり体積(厚さ*長さ*幅)は測定できませんでしたが隙間と直径だけ測定しましたが、これもやはり温度上昇と比例(温度低くなると隙間がさらに減る)した関係を見せています。
- kuroneko2020
- ベストアンサー率70% (80/113)
炭素鋼が体積変化を起こすのは結晶構造が変わる時です。 例えば、 (1)焼入れ(マルテンサイト変態)した時に膨張 (2)焼入れ材を焼き戻しした時に収縮 です。 炭素量が多いほど変化率が大きくなり、炭素量1%では最大1.7%です。 参考 https://www.jstage.jst.go.jp/article/denkiseiko1925/40/4/40_4_328/_pdf 体積変化は相似形変化ですから、隙間以外の、外径、厚さ、幅も同じ比率で収縮します。 そうなっていますか。 また焼きなまし材(あるいは焼ならし材、市販材)を600～670℃に加熱した場合は、全く変化しません。
お礼
心から感謝いたします。
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私の質問に答えてくださった一人一人に心から感謝いたします。多くの方がアドバイスしてくださった通り、公立試験の方に問い合わせてみるようにします。 寒くなるので風邪引かないように気をつけてください
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1508/2538)
C形リング形状のワークを約600℃で熱処理したときに、外径が約1%縮小したことが、これまでのご質問において提示されています。 この現象は事実と思いますが、体積が変化したとお考えなのは、どのようなデータに基づいているのですか？？？？？ 熱処理の前後で、ある程度の変形が生じているのは納得できますが、1%を超えるような体積変化が起こることは現実的ではないと思います。 冷静に寸法データを再検証することをお勧めします。
お礼
心から感謝いたします。
補足
私の質問に答えてくださった一人一人に心から感謝いたします。多くの方がアドバイスしてくださった通り、公立試験の方に問い合わせてみるようにします。 寒くなるので風邪引かないように気をつけてください
補足
お世話になっています.以前の質問とは関連がありません。むしろ、以前に顕熱と潜熱を扱った熱処理よりは単純ですが、私自身が炭素鋼を熱処理するのは初めてなので質問が多かったです。