ステンレスビスの破断

質問

材質ｓｕｓ410　Ｐタイト　4ｘ14タッピングビス
ＰＰＳ樹脂にメッキ板金を組付けしていました　締付けトルクは15ｋｇ－ｃｍです　ビス頭はトラスです
ビス頭より1.5ｍｍ近くで破断していました
組付け時は問題なく数日間放置後発生しました
又ビス箇所に水分が付着跡があります
水分が影響しているのでしょうか
応力腐食割れについてご存知の方教えてください

回答No.4

noname#230359

参考ＵＲＬの「締付け力と締付けトルクの計算」で計算が出来ます。
また、ミスミのFACE/FA用メカニカル部品カタログ2003の1527ページにも計算方法が記載されています。
また、下記のＵＲＬの技術資料の中にはサイズ毎の締付け力と締付けトルクの表があります。
http://www.tohnichi.co.jp/measure/index.html

いずれも締付けトルクを15Kg-Cmで計算すると似たようなレベルの数値になります。
なお、うっかりしていましたが、計算はメートルネジのもので、Ｐタイトの場合はねじ形状が異なるので補正が必要だと思います。メーカーに適正データを請求されることをお奨めします。

参考URL：

http://www.cim.m.dendai.ac.jp/internet/teiketu/index.html

回答No.3

noname#230359

あまりに短時間での破断なので、応力腐食割れではないと思います。現象が再現できたとのことなのでトルク管理は間違いないと思いますが、４ミリのビスに15Kg-Cmの締付けトルクを与えると（摩擦係数などでかなり変わりますが）200Kg前後の締付け力が発生します。Ｐタイトの谷径が不明ですが安全率はあまりないようです。キズなどの切り欠き部があれば応力集中で破断する可能性が考えられます。どうもこの問題は、ビスのロット不良か締付けトルクのバラツキ（何らかの理由で過大になる）が原因のような気がします。

お礼

回答ありがとうございます
ご指摘のように傷があった可能性があります
ビスメーカ回答待ち状態ですが、ビスメーカからは傷についてはコメントがないと思われます
２００ｋｇの締付け力とありますが、どんな計算をされるのかできれば教えてください
ビス断面積では２００ｋｇには耐えられません
ビス見直しが必要になります

回答No.2

noname#230359

転造ねじきり終わりへの応力集中で、遅れ破壊していませんか。
切り終わり部の形状を、いくつもみてみて、ばらつくようであれば、管理できるねじ屋に変えることでにげられるとおもいます。
締め付け物をあつくしたり、座面を逃げたりして
不完全ねじを遠ざけるとか。
　樹脂の場合は、硬化時間によって応力があとから上がったりするかもしれません。
　腐食にしては時間が短いので、疑問です。

お礼

回答ありがとうございます
再現実験でビス破断の再現はするようになったのですがなぜ今まで起こらなかったのか不明です又破断が簡単におきることがありメカニズムの追求が必要です

回答No.1

noname#230359

応力腐食割れは"引張応力下"で特定の"腐食環境"にさらされることで発生する脆性的な割れです。
特徴として、
?　純金属より合金で発生しやすい。
?　引張応力下で発生し、圧縮応力下では発生しない
?　粒内割れ、粒界割れの両方がある
?　塩化物、溶存酸素などの存在が原因となる。
　(アルカリや硝酸塩等でも・・)
などです。
オーステナイト系合金(18-8等)の方がフェライト、マルテンサイトよりも発生しやすい傾向があります。
SUS410はマルテンサイト系であり、オーステナイト系よりも圧倒的に応力腐食割れが発生しにくいと思います。
水分が付着していた痕跡があるとのことですから、
その水分中に含まれる塩化物等が水分の蒸発とともに
濃縮されたことが原因とも考えられます。
使用環境等にもかなり影響されますので、これ以上は何とも言えません。

お礼

kotaerusaさんありがとうございます
応力腐食割れで色々調べていましたら亜鉛メッキなどが腐食進行を早めるともありました
材質変更でＳＵＳ３０５を考えていましたが
オーステナイトの方がより応力腐食割れが発生
しやすいとのコメントにより再度材質検討してみます