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クロムモリブデン鋼のヤング率について知りたい
- クロムモリブデン鋼をSUS420J2の代わりに使用する際のメリットや問題点を比較しました。その結果、引張強度や硬さには問題ないが、たわみと腐食については気になる点があります。
- たわみに関する情報は社内資料に明記されていないため、インターネットでの検索を試みましたが、具体的な値が見つかりませんでした。S-C材の値に近いと推測されますが、一般的な代表値について教えていただけないでしょうか。
- クロムモリブデン鋼のヤング率に関する情報をまとめています。引張強度や硬さには問題ないが、たわみと腐食については不明な点があります。具体的な値はインターネット上でも見つかりづらく、S-C材の値に近いと推測されます。
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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。
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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
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。
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。