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金属の硬さについて
- 金属の硬さについて説明します。
- 金属が硬いということで得られるメリットについてまとめました。
- 金属が硬いことによる性質について説明します。
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他の方々が回答されているように，条件が不足しているので正確な回答はできませんが，おおむね次のようになります。 以下で「＝」は「同じこと」ではなくて，「相関がある」という意味ですので，例外もあります。誤解なさらないように。 1.塑性変形しにくい 一般に「硬い」＝「塑性変形しにくい」という相関があるので○ 2.耐摩耗性が高い 「軟らかい」と磨耗しやすくなるので，その裏返しで○ 3.キズがつきにくい 「軟らかい」とキズがつきやすくなるので，その裏返しで○ 4.疲労強度が高い 何とも言えないが，「硬い」＝「引張強さが高い」＝「疲労強度が高い」ということから○ 5.じん性が高い × 6.耐衝撃性が高い 「靭性が高い」＝「耐衝撃性が高い」なので，×
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> 1.塑性変形しにくい 鋼の硬度が高いということは、ある硬度範囲内では硬度と引張強さは比例することにより、 鋼に対しては一般的に塑性変形し難いとなるでしょう。(URLを要確認) また、他の金属でも同様に、高い確率でそのようであると云えるでしょう。 > 2.耐摩耗性が高い 硬いが故に摩耗も少ないが一般的な考えなので、耐摩耗性が高いと云えるでしょう。 > 3.キズがつきにくい 硬いが故にキズがつき難いが一般的な考えなので、キズがつき難いと云えるでしょう。 ですから、“耐摩耗性が高い”摩耗し難いとなります。 > 4.疲労強度が高い 一般的に疲労強度とは関係がありませんが、引張強度が高いので相対的に疲労強度が高く なる傾向にあるので、必然的に疲労強度が高くなる傾向があります。 > 5.じん性が高い 特に鋼類は、硬くなると脆くなるので、靭性は高くならないです。 日本刀の刃は、焼き入れにより硬くなり、骨等の硬い物でも簡単に切れるようになります。 ですが、脆くて折れ易くなるので、焼きが入り易い炭素の多い刃を焼きが入り難い炭素の 少ない胴で包み、焼き入れすると刃は硬く脆くなり、銅は軟らかく靭性のある物になります。 これにより、折れにくい日本刀ができ、刃毀れはあるものの戦闘継続はでき、修正も比較的 容易にできるものとなっているようです。 > 6.耐衝撃性が高い 特に鋼類は、靭性と同じで、軟らかいと衝撃エネルギーを(塑性変形して)吸収する、硬いと それがないために衝撃エネルギーをもろに受けますので、耐衝撃性が高くないとなります。 ですが、強度が低い木材の丸棒は人間の膝を利用して簡単に折る事ができるものがありますが、 強度が高い鋼の丸棒は人間の膝を利用して簡単に折る事ができないものが多くなえいますから、 何に対してとの問いでは、一概に耐衝撃性が高いや低いは云えません。 以上です。 終了の仕方は、先ず閉じる項目をクリックし、良回答があればチェックして終了させます。 次席良回答があれば、それもチェック可能です。
お礼
大変詳細にご説明いただき、ありがとうございました。 終了の仕方までご説明いただき、恐縮です。 大変参考になりました。
一番基本になりそうなヤング率の高低がないのはなぜ？ (常識として省略した？) 硬さというといろいろな指標がありますがそれぞれ色々な特性に対応していると思います。 >1.塑性変形しにくい ブリネル硬さやビッカース硬さなどの打痕の大きさを測定する硬さに対応すると思います。 >2.耐摩耗性が高い 硬いといわれるものは一般的に耐摩耗性に優れますが逆が必ずしも成り立つとはいえません。 砲金など青銅系の合金は比較的硬さが低いですが耐摩耗性に優れます。 (又聞きですがSUSの方がすり減るといううたい文句の樹脂摺動剤もあったみたいです。) >3.キズがつきにくい モース硬度の定義そのものです。 >4.疲労強度が高い どちらかというと硬さより加工硬化のしやすさの方が疲労強度には効くと思います。 >5.じん性が高い >6.耐衝撃性が高い 靱性は硬さとは別の独立した性質と考えた方がいいと思います。 焼き入れだけの鋼材より焼き戻したものの方がロックウェル硬さやビッカース硬さは落ちるが靱性は向上する等
お礼
ご回答ありがとうございました。 参考にさせていただきます。
金属という大上段に構えてしまうと ＞実用的に意味のある答えにならない 勿論だし、学問的にも深めることにはならないのでは？ 寸分違わず答えるには、『トンペイのキンケン』レベルになろうかと しかし其処でも現物と遊離した学問は有り得ないと、火花試験など実技が叩き込まれると聞きました。アタマの鍛え方も鋼同様！ 大上段からは http://www.nssmc.com/company/publications/monthly-nsc/pdf/2006_11_163_13_16.pdf 鉄の化学結合は約10,000MPa以上の理論強度を持ちますが、実用鋼としてはまだその半分も 示していません。 金属結合とは・・・の原理から説き起こすと研究者でも厄介だろうし、それを理解したとしても、この部材にどの材料を選択すべきかの実際には役立たちません。 標準的な鉄鋼材料ではこの性能が不足する、改善するにどういう選択肢があるか、、、のように検討を重ねるのが機械科レベルの材料学です。 技能検定・学科などの試験問題のように思えるが、それならそう書いた方が良いでしょう。 試験は丸暗記でも鉛筆コロガシでも出題者が正解とするものを当てなければならない。 しかし、そのような知識だけでは実際には殆ど役立たないどころか、トンデモな陥穴が待構えてることがあります。
お礼
勉強不足のため、的確な質問にならず、失礼しました。
根本が間違ってると思うんだが 金属＝鉄なの アルミ 金銀銅 ナトリウム まで含むの？ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%91%E5%B1%9E まあ鉄だと仮定して 硬い：硬くはない 近場にあるガラスのほうが硬い 1.塑性変形しにくい ：プレスを否定？ 2.耐摩耗性が高い ：硬度差によるものなので何と比べて？ 3.キズがつきにくい ：傷だらけです 4.疲労強度が高い ：そんなに高くない 5.じん性が高い ：これはまる？ 6.耐衝撃性が高い ：曲がるを無視すれば 鉄は地球に豊富にある資源で安く 加工性が高く（安価に加工）できるため使われてきた アルミは ボーキサイトから取り出すためのエネルギーコストが高く 鉄よりねばくないのでまだまだ リサイクル性は高い 青銅器 とか 石器 とかの流れを知ってませんか？
お礼
勉強不足のため、的確な質問にならず、失礼しました。 材質によって状況が変わるんですね。 参考になりました。
前提条件なしで、yes/noを判定するのは少々無理があると思います。 機械構造用炭素鋼 S45Cの素材があって、熱処理によって硬度を調整した 複数のサンプルを準備して相互に比較するなどの条件を与えないと、 実用的に意味のある答えにならないでしょう。
お礼
勉強不足のため、的確な質問にならず、失礼しました。 ご回答ありがとうございました。 参考にさせていただきます。
お礼
ご回答ありがとうございました。 質問が抽象的でしたが、このような回答が欲しかったのです。 大変参考になりました。