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S35C焼ならしで硬度不良、問題解決の方法は？
- S35C焼ならしにおいて、必要な硬度を達成できずに問題が発生しています。
- 冷間鍛造や球状化の工程を経ても、硬度が十分に上がらない原因について知りたいです。
- S35Cの硬度換算表に基づき、不良扱いとなってしまう状況に対して意見を求めています。
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JISG3201-1988はJISハンドブックの「鉄鋼」に掲載されています ネット上での閲覧だけならば参考URLからJIS[空欄］の箇所に［G3201］ と入力すれば観られます。しかし著作権上の関係でしょうが、ネット上からは 印刷は普通にやると出来ないようになっていますので、無い人は購入しなさい っということのようです。役所関係の仕事の会社なら大概はこの「鉄鋼」は、 持っていると思いますので、知り合いの方にでも相談してみて下さい
小生も専門家でないので、？？ですが、 前回記載のサイト資料では、840～890°の空冷と記載されてます。 変態温度Ac；720～800℃、Ar；770～710℃より、約50℃高いので 問題ない温度範囲と思います。 （資料の表では、若干温度が高いかもしてません） （圧延や鍛造後にも、焼きならしは使用するので問題ないです） それで、硬度が上がらない（基準値を維持できない）なら、 ＊ 冷却速度を上げる（効果は未定） 不均一な結晶が、均一な結晶になっていない危険性がある ＊ 脱炭での硬度低下なら、初めから少し炭素量が高いS40Cを 使用する 等々を考えた方が良いでしょう。 以下に再度資料のサイト情報を添付します。 http://www.forming.co.jp/database/db/csmsu-2.pdf http://www.daiwakg.co.jp/TECHHEAT.htm
回答（2）の続きを以下に書きます ＞因みに計算式でのHRB＝81.7-16.125＝65.575での16.125はどの数値でしょうか？ HB=152→≒HRB81.7これから単に比例換算するとHB30=30/152x81.7=HRB16.125 バラツキHB30以下の解釈を、HB152土30つまり約82土16≒66～98HRBとしました バラツキ解釈は標準偏差（誤差）と同じ考られるので、筋は通せると思います
お礼
一度皆様に頂いたご意見をまとめてみたいと思います。 この度は、ありがとう御座いました。
熱処理データでは、 ☆ S35C-N（焼きならし、空冷） ；HB 149～207 ⇒ HRB 80.8～94.6 ☆ S35C-A（焼きなまし、炉冷） ；HB 126～163 ⇒ HRB 72.0～82.9 ☆ S35C-H（焼き入れ、焼き戻し）；HB 167～235 ⇒ HRB 86.0～99.0 ★ S30C-N（焼きならし、空冷） ；HB 137～197 ⇒ HRB 76.4～92.8 となっていて、HRB 82以上の確保は、難しいです。 現状、HRB 70～となっているのは、焼きならしの冷却方法（スピード） の管理が問題ではないでしょうか？ 冷却スピードを上げると、焼きならしにならないかもしれませんが、 急冷で管理して、硬度確認をして下さい。<HRB 80程度にはなるかも…> それでも、硬度が上がらないのは、やはり表面が脱炭状態になり、 ★印に近い状態となっているのでしょう。 硬度確保は加工硬化ですが、内部応力除去は熱処理なので、熱処理 データを参考にしました。 以下が、その資料です。 http://www.forming.co.jp/database/db/csmsu-2.pdf http://www.forming.co.jp/database/index.html
お礼
一度皆様に頂いたご意見をまとめてみたいと思います。 この度は、ありがとう御座いました。
補足
ご返答ありがとうございます。 現在、約890度で連続路で約50分、常温冷却と聞いております。 この条件が正しいかは分かりませんが いかがなものなんでしょうか？
＞S35CはHRB79～94.8が基本で考えてしまう為 現在のJISではS35Cの機械的性質は規定されていませんが昔のJISやISOなどは 標準試験片での規定があったと記憶していますし、硬さ規定も無かった筈。 それも試験片での話で寸法効果というものもあるし化学的成分と実物の違いも あるし、基本というものでも規格でもない、参考値のように思いますけどね 現在のJISでは、設備や熱処理技術に大きく影響されるため誤解を招く恐れが あるため規定しないとある。。。。。異常気象で今年は暑いせいもあるのか すみません、図面にHRB=80以上と明記されているのを見逃してましたね 何時の間にかS35CというのがSF55A？と下記にありましたので調べましたが、 JISG3201-1988にありました。今はSF540Aという鍛造専用の材質で確かに硬さ HB=152以上→≒HRB81.7以上となる。しかし注記に１個の鍛造品のばらつきは HRB30以下とするっとあります！単純に計算するとHRB=81.7-16.125=65.575 ＜70 規格上ではセーフになりそう。これを基に、説得するのは如何ですか ×HRB30以下とするっとあります！単純に計算するとHRB=81.7-16.125=65.575 ◎HB30以下とするっとあります！単純に計算するとHRB=81.7-16.125=65.575
補足
早速のご返答ありがとうございます。熱処理に関して当方は素人の為 比較材料（HRB79～94.8）が有るとつじつまが合わなくなってしまい 質問されても答えが出てきません。なかなか参考地値とお伝えしても図面硬度が82以上となっている為、なかなか難しい問題です。 ご返答ありがとうございます。 図面材料がSF55Aのままで類似品と言うことでS35Cを使っていたみたいです。 ＞しかし注記に１個の鍛造品のばらつきはHRB30以下とするっとあります 鍛造で硬度のバラつきあるとは知りませんでした。 因みに計算式でのHRB＝81.7-16.125＝65.575での16.125はどの数値でしょうか？ 素人質問で申し訳ございません ＞JISG3201-1988にありました。今はSF540Aという鍛造専用の材質で確かに硬さHB=152以上→≒HRB81.7以上となる。しかし注記に１個の鍛造品のばらつきはHRB30以下とするっとあります！単純に計算するとHRB=81.7-16.125=65.575 ＜70 規格上ではセーフになりそう。これを基に、説得するのは如何ですか ＞JISG3201-1988・・注記に１個の鍛造品のばらつきはHRB30以下とするっとありました！ このJIS規格の資料は何処かにありませんか？ このあたりを突っ込まれています。 宜しくお願いいたします。
冷間鍛造してから焼ならし(N)処理したら部品はやわらかくなりますよね。 当然ですが熱処理前にひずみを部品に与えているので、ただの切断 ﾌﾞﾗﾝｸ材を熱処理するよりもやわらかくなります。 (N)処理後の硬度ﾃﾞｰﾀｰはないのですが、(SA)球状化処理後のS35Cの硬度 はHRB75くらいです（熱処理前にひずみを与えた場合）。(N)だと組織が パーライト組織になるので、若干硬度が高くなるかも知れませんが、 実際の部品硬度がHRB70でしたら、大差ないのかも知れません。 少し話が長くなりましたが、その硬度外れ部品は前から流動していたもの で、ここ最近 硬度不良がでているのでしょうか？ それとも新規立上げ品で、初回部品からHRB70程度なのでしょうか？ 小生が拝見するに、S35Cで鍛造品（ひずみを与えた部品）で(N)焼ならし 後の硬度がHRB70ならば、ばらつき範囲内でありうる話と解釈しました。 推測するにHRB75±5くらいが焼ならし後の実力値ではないでしょうか と考えると、材質設定に問題があったのでは。。。 でも今から鋼種変更がきくのか 難しい部分ではあると思うので、苦肉の策としては(N)を(LA)低温焼鈍 650℃×4Hに変更しては。。。 ただし後工程の切削に問題がでると思います ので切削屋との打合せが必要です。 とりとめのない回答になってしまいましたが、参考になればと思います。 どなたか知見のある方、当方の回答についても、ご指摘願います。 小生勉強不足の為、よく分からない部分があるのですが ＞過去の熱処理データを確認しても70～となっていますので実績はあります。が図面硬度（82以上）が外れている為、納入ストップしています。 ?過去からの流動品という事は分かりましたが、最終の(N)処理する熱処理屋 からの検査成績表に規格HRB70～となっているのでしょうか？ 過去の実績を確認するとHRB70～HRB**になっているのでしょうか？ ?過去の実績の硬度平均値はHRBのどのくらいなのですか？ ＞当初材料はSF55A？だったと思いますが ?SF55Aという鋼種は知見が狭く、聞いた事がないのですがSWCH55A相当材 という事ですかね？ 炭素0.55%のｱﾙﾐｷﾙﾄﾞ鋼だとするとS35Cは炭素0.35% で単純計算して0.2%炭素不足で引張強度で20kg/mm2で硬さだどHRB20 で熱処理が加わると1/2になるのでHRB10ほどやわらかくなっていると 見受けられます。 仮にこれが正しければ S35C HRB75±5 S55C HRB85±5 でユーザーいわくHRB82以上もうなずけますけどね。 ＞硬度換算表では79以上なのになぜ70～しかないのかと言う問いかけに答えられませんでした。 ?硬度換算表の換算元値は引張？ﾌﾞﾘﾈﾙ？ｼｮｱｰ？ﾋﾞｯｶｰｽ？何でしょうか？ 的外れと思いますが、JISの引張-HRB硬度換算地は、実際とはずれていま すからね。同じ引張強度なら実際の方が硬度は1～2HRB高くでます。 ＞参考までに(LA）低温焼鈍を行うと硬度はどの位上がるのでしょうか？ ?小生 実施データーを持ってないので、分かりません。 ＞又、鋼種変更する場合S45C、S55C辺りが適当でしょか？ ?もしSF55Aが炭素0.55%のｱﾙﾐｷﾙﾄﾞ鋼でしたらS55C S50Cあたりのグレード になるのではないでしょうか？ 参考になれば活用してください。 失礼しました。 0.01%炭素=1?/?2≒10N/mm2≒1HRB S35C 0.35%炭素 S55C 0.55%炭素 差 0.20%炭素=20kg/?2≒20HRB 上記の換算値は圧延上がりの鋼の状態での値です。 その後に材料を焼鈍した場合は、強度ｱｯﾌﾟ度合いが経験的に1/2になります。 焼鈍材 S35C 0.35%炭素 S55C 0.55%炭素 差 0.20%炭素≒10?/?2≒10HRB という計算になります。ご参考に
補足
早速のご返答ありがとうございます。まずこの部品は10年以上納入しています。過去の熱処理データを確認しても70～となっていますので実績はあります。が図面硬度（82以上）が外れている為、納入ストップしています。過去何回も同じ案件で問題が起きており最終結論無いまま現在に至っております。当初材料はSF55A？だったと思いますが類似品と言うことで今にいたっております。結局は現在の工程でなぜ硬度が出ていないのか？硬度換算表では79以上なのになぜ70～しかないのかと言う問いかけに答えられませんでした。参考までに(LA）低温焼鈍を行うと硬度はどの位上がるのでしょうか？ 又、鋼種変更する場合S45C、S55C辺りが適当でしょか？ 質問ばかりで申し訳ございませんがよろしくお願いいたします。 ご返答ありがとうございます。 ＞?検査成績表に規格HRB70～となっているのでしょうか？ 指定硬度と致しまして。HRB82とはなっていますが 実績値が10個測定でHRB70～83位（過去実績）になっています。 ?過去の実績の硬度平均値はHRBのどのくらいなのですか？ 平均にしますとHRB75位でしょうか ?S35Cは炭素0.35% で単純計算して0.2%炭素不足で引張強度で20kg/mm2で硬さだどHRB20 で熱処理が加わると1/2になるのでHRB10ほどやわらかくなって 材料変更で大きく変わる物なんですね。 ?）硬度換算表の換算元値は引張？ﾌﾞﾘﾈﾙ？ｼｮｱｰ？ﾋﾞｯｶｰｽ？何でしょうか？ 私も分かりません ＞JISの引張-HRB硬度換算地は、実際とはずれていま すからね。 基準数値が外れていたら困りますね。 ?＞もしSF55Aが炭素0.55%のｱﾙﾐｷﾙﾄﾞ鋼でしたらS55C S50Cあたりのグレード になるのではないでしょうか？ 現状の硬度で図面変更依頼を出していますので、最悪、材質変更の申請も 視野に入れます。 ご返答ありがとうございます。 ＞?検査成績表に規格HRB70～となっているのでしょうか？ 指定硬度と致しまして。HRB82とはなっていますが 実績値が10個測定でHRB70～83位（過去実績）になっています。 ?過去の実績の硬度平均値はHRBのどのくらいなのですか？ 平均にしますとHRB75位でしょうか ?S35Cは炭素0.35% で単純計算して0.2%炭素不足で引張強度で20kg/mm2で硬さだどHRB20 で熱処理が加わると1/2になるのでHRB10ほどやわらかくなって 材料変更で大きく変わる物なんですね。 ?）硬度換算表の換算元値は引張？ﾌﾞﾘﾈﾙ？ｼｮｱｰ？ﾋﾞｯｶｰｽ？何でしょうか？ 私も分かりません ＞JISの引張-HRB硬度換算地は、実際とはずれていま すからね。 基準数値が外れていたら困りますね。 ?＞もしSF55Aが炭素0.55%のｱﾙﾐｷﾙﾄﾞ鋼でしたらS55C S50Cあたりのグレード になるのではないでしょうか？ 現状の硬度で図面変更依頼を出していますので、最悪、材質変更の申請も 視野に入れます。 教えてください ＞?SF55Aという鋼種は知見が狭く、聞いた事がないのですがSWCH55A相当材 という事ですかね？ 炭素0.55%のｱﾙﾐｷﾙﾄﾞ鋼だとするとS35Cは炭素0.35% で単純計算して0.2%炭素不足で引張強度で20kg/mm2で硬さだどHRB20 で熱処理が加わると1/2になるのでHRB10ほどやわらかくなっていると 見受けられます。 仮にこれが正しければ S35C HRB75±5 S55C HRB85±5 でユーザーいわくHRB82以上もうなずけますけどね。 で下記の内容で質問されましたがいかがでしょうか？ 「C1につき引っ張り強さ100Kgf/ｍ?増加だと思われるので -0.12＝12kgf/ｍ?では？引っ張り強さ20kgf/ｍ?＝HRB20なのですか？ どのような式で変換するのですか？熱処理が加わると1/2になるのですか？」 と質問されましたが分かりますかね？ 宜しくお願いします。
お礼
一度皆様に頂いたご意見をまとめてみたいと思います。 この度は、ありがとう御座いました。