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ふじよしなぐも
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1 第 6 章鉄鋼材料目的鉄鋼材料における基本的事項を理解するとともに, 各種鉄鋼材料の特徴を把握する. 6.1 鉄鋼材料の組織と平衡状態図と相熱処理微視組織回復と再結晶マルテンサイト変態残留応力焼戻し焼なまし焼ならし 6.2 鉄鋼材料の種別一般構造用鋼高張力鋼機械構造用合金鋼工具鋼軸受鋼ばね鋼ステンレス鋼耐熱鋼鋳鉄演習問題 6.1 鉄鋼材料の組織と熱処理平衡状態図と相炭素鋼 (Fe-C 系合金 ) については, 既に膨大な知識の集約がなされている. 図 6.1 に平衡状態図を示す. この図中に記述されている各相を表 6.1 に詳細に示す. 鉄鋼材料には 6.2 節で説明するように多種多様な合金が存在するが, 一般に多用される鉄鋼材料の多くは,0.77 wt%c 未満の炭素鋼が基本となる. 図 6.1 Fe-C 系平衡状態図

C をランダムに固溶した侵入型固溶体.1490 で最大固溶限 0.08 wt%. 純鉄では 1391~1536 で安定. α 相と Fe 3 C が積層された共析複合組織. Fe と C の化合物.C を 6.7 wt% 含む. 硬くて脆い.

2 相の名称液相フェライトオーステナイト δ-fe パーライトセメンタイトマルテンサイト記号等 L α γ δ α+fe 3 C Fe 3 C α 結晶構造 - bcc fcc bcc - - bct 表 6.1 Fe-C 系の相 Fe 中に C が溶解した液相. 性質状態等 C をランダムに固溶した侵入型固溶体.727 で最大固溶限 wt%. 純鉄では 912 以下で安定. C をランダムに固溶した侵入型固溶体.1147 で最大固溶限 2.14 wt%. 純鉄では 912~1391 で安定. C をランダムに固溶した侵入型固溶体.1490 で最大固溶限 0.08 wt%. 純鉄では 1391~1536 で安定. α 相と Fe 3 C が積層された共析複合組織. Fe と C の化合物.C を 6.7 wt% 含む. 硬くて脆い. γ 域からの急冷時に無拡散変態により形成される準安定相. 図 6.2 パーライト組織微視組織図 6.3 は, 図 6.1 の重要部分を拡大したものである. 亜共析鋼 0.77 wt%c 未満共析鋼 0.77 wt%c 過共析鋼 0.77 wt%c 超炭素含有量の増加にともない組織形態が変化する. 図 6.3 Fe-C 系平衡状態図 ( 重要部分 )

亜共析鋼フェライトとパーライトの 2 相組織であり, 炭素含有量の増加とともにパーライトの量が増える ( 図 6.4(a),(b)). 共析鋼全てパーライトと呼ばれる共析複合組織である ( 図 6.4(c)). 過共析鋼パーライトとセメンタイトの 2 相組織であり, 炭素含有量の増加と共にセメンタイトの量が増える ( 図 6.4(d)). 図 6.4 Fe-C 系の微視組織 :(a)0.

3 亜共析鋼フェライトとパーライトの 2 相組織であり, 炭素含有量の増加とともにパーライトの量が増える ( 図 6.4(a),(b)). 共析鋼全てパーライトと呼ばれる共析複合組織である ( 図 6.4(c)). 過共析鋼パーライトとセメンタイトの 2 相組織であり, 炭素含有量の増加と共にセメンタイトの量が増える ( 図 6.4(d)). 図 6.4 Fe-C 系の微視組織 :(a)0.17wt%c,(b)0.30 wt%c,(c)0.77 wt%c,(d)1.1 wt%c (a) 純鉄 ~ 共析鋼における変態の詳細純鉄 ( 図 6.5(a)):912 で高温で安定なオーステナイトからフェライトへ変態する. 共析鋼 ( 図 6.5(c)):727 でオーステナイトがパーライトへ変態する. 亜共析鋼 ( 図 6.5(b)): 両者の変態が生じる. (b) (c) 図 6.5 徐冷時の微視組織変化 :(a) 純鉄,(b) 亜共析鋼,(c) 共析鋼

6.1.3 回復と再結晶金属に冷間加工を加えると, 転位などの多数の格子欠陥が導入される. 回復 (recovery) 0.4T M (T M 融点 ) 未満の温度域で加熱すると, 転位の合体消滅が生ずるとともに, 転位の再配列が生じる. 図 6.6 回復再結晶時の諸性質の変化図 6.7 回復前後の転位配列再結晶 (recrystallization) 0.4~0.

4 6.1.3 回復と再結晶金属に冷間加工を加えると, 転位などの多数の格子欠陥が導入される. 回復 (recovery) 0.4T M (T M 融点 ) 未満の温度域で加熱すると, 転位の合体消滅が生ずるとともに, 転位の再配列が生じる. 図 6.6 回復再結晶時の諸性質の変化図 6.7 回復前後の転位配列再結晶 (recrystallization) 0.4~0.5T M の温度域で加熱すると, 転位密度が高い領域や結晶粒界に新たな核が生成する一方, 格子欠陥は消滅していく. その結果, 金属はひずみのない状態になる. 図 6.8に再結晶時の組織変化を示す. 図中の (a)~(d) は, 図 6.6 中の記号位置に対応している. 低温焼なまし (annealing) 金属を冷間加工すると加工硬化が生じ, さらなる加工が困難となる. また内部に残留応力 (residual stress) が発生し, 思わぬ破壊を引き起こすことがある. これらを防ぐために焼なましを施す. この熱処理は, 再結晶させて転位密度を低下させるためのものである. 図 6.8 再結晶時の組織形態の変化 :(a)60 % 冷間加工材,(b)550,1 h, (c)600,1 h,(d)700,1 h

5 6.1.4 マルテンサイト変態純鉄は 912 以上の高温で FCC( オーステナイト, γ 相 ), それより低温側で BCC( フェライト, α 相 ) となる. しかしながら, これは平衡状態の場合であり, 高冷却速度となると異なる変態が生ずる. 図 6.9 純鉄の TTT 線図とマルテンサイト変態 FCC 安定領域から徐冷した場合 TTT 線図のノーズ上側を通過し, 低温側で安定な BCC 構造へ拡散変態する. FCC 安定領域から急冷した場合ノーズ左側を通過し, 温度が低下しても不安定な FCC のままである. しかしながら,500 未満まで温度が低下すると, 原子は無拡散でせん断型変態を開始し,350 で終了する. この変態 ( マルテンサイト変態 ) により, 格子欠陥を多数含む BCC 構造 ( マルテンサイト,α 相 ) となる. 図 6.10 (a) 拡散変態,(b) マルテンサイト変態

炭素含有量 ( 共析鋼 ) が多くなると, 拡散変態の場合, 炭素を拡散させてパーライトを生成する必要があるため, ノーズは右 ( 長時間側 ) へシフトし, マルテンサイト変態は容易になる. 炭素含有量の増加にともない, マルテンサイト変態の開始終了温度は低下する. そのため, 室温までの冷却では, マルテンサイト変態は終了せず, 一部オーステナイトが残留することがある.

6 炭素含有量 ( 共析鋼 ) が多くなると, 拡散変態の場合, 炭素を拡散させてパーライトを生成する必要があるため, ノーズは右 ( 長時間側 ) へシフトし, マルテンサイト変態は容易になる. 炭素含有量の増加にともない, マルテンサイト変態の開始終了温度は低下する. そのため, 室温までの冷却では, マルテンサイト変態は終了せず, 一部オーステナイトが残留することがある. 炭素は拡散せずに,Fe 原子の隙間に入り込む. 図 6.11 共析鋼の TTT 線図とマルテンサイト変態図 6.12 マルテンサイトと炭素位置マルテンサイト変態の特徴 1 無拡散変態 (diffusionless transformation) である. 膨張する. 2 ラス状あるいは針状の微細組織となる. 組織微細化による強化 3 炭素が過飽和に固溶される. 固溶強化 4 転位 ( 格子欠陥 ) 密度が上昇する. 加工硬化焼入れ (quenching) 鉄鋼材料をマルテンサイト変態させる熱処理マルテンサイト変態は, 短時間に上記 3 つの強化機構が発現し, 著しい強度向上をもたらす. その一方, 残留応力が発生したり延性の低下が生ずるため, 通常焼戻しを行う (6.1.5, 節 ). 図 6.13 マルテンサイトの組織 (0.2 wt%c)

7 6.1.5 残留応力 (residual stress) 材料全体を焼入れた時, 表面は早く冷却されて内部より先にマルテンサイト変態を開始する. 表面はマルテンサイト変態にともない膨張する. そのひずみは内部の塑性変形により吸収される. 表面がマルテンサイトとなった後, 遅れて内部がマルテンサイト変態して膨張する. 表面は, このひずみを吸収することはできない. 冷却後, 表面は内部により引張られ, また内部は表面の拘束により圧縮される. 結果として, 表面に引張りの残留応力が発生する ( 図 6.14). このような引張り残留応力は, 表面からの破壊を容易にするため有害である. 図 6.14 マルテンサイト変態時に生ずる残留応力焼戻し (tempering) 焼入れ後, 150~200 ( 低温焼戻し ) 400~600 ( 高温焼戻し ) で再加熱する. 焼戻しにより, 過飽和に固溶した炭素が炭化物として微細に析出し, 延性が回復する. 低温焼戻しの場合には, 析出強化のため, 強度は維持される. 焼戻しの目的 1 硬さを減じ, 延性を回復する. 2 組織および機械的性質を安定化させる. 3 残留応力を軽減する. 図 6.15 焼戻し時の変化

焼戻しぜい性 300 付近の温度域で焼戻すと, 粒界に炭化物が析出するために延性が低下する. そのため, この温度域は通常使用されない ( 図 6.16). 2 次硬化後述する機械構造用鋼 (6.2.2 節 ) などには, 多量の合金元素が添加されており, 通常の焼入れではオーステナイトが残留する.

). 図 6.16 焼戻温度とじん性図 6.17 機械構造用鋼における焼戻温度と硬さの関係 6.1.7 焼ならし焼なまし焼ならし (normalizing) オーステナイト域から空冷して, 組織微細化硬化させる熱処理である.

8 焼戻しぜい性 300 付近の温度域で焼戻すと, 粒界に炭化物が析出するために延性が低下する. そのため, この温度域は通常使用されない ( 図 6.16). 2 次硬化後述する機械構造用鋼 (6.2.2 節 ) などには, 多量の合金元素が添加されており, 通常の焼入れではオーステナイトが残留する. この場合,550 付近で焼戻しを行うと, 残留オーステナイトがマルテンサイト変態し, 硬さの上昇 ( 延性低下 ) および形状変化を引起こす ( 図 6.17). 図 6.16 焼戻温度とじん性図 6.17 機械構造用鋼における焼戻温度と硬さの関係焼ならし焼なまし焼ならし (normalizing) オーステナイト域から空冷して, 組織微細化硬化させる熱処理である.TTT 線図の上側にぶつかる温度を低下させ, これにより核生成を容易にし, 組織を微細化させる. 焼きなまし (annealing) オーステナイト域から炉冷して, 組織粗大化軟化させる熱処理である.TTT 線図の上側にぶつかる温度を上昇させ, これにより組織成長を促進させる. 図 6.18 焼ならし焼なましの説明図 6.19 焼ならし時のパーライト組織の変化 ( 左 : 焼ならし前, 右 : 焼ならし後 )

9 6.2 鉄鋼材料の種別一般構造用鋼高張力鋼表 6.2に構造用鋼高張力鋼の用途や特徴などをまとめて示す. この種の鋼材は大量使用および溶接を前提とするため, 価格は比較的安い. 名称一般構造用圧延鋼材溶接構造用圧延鋼材高張力鋼 (high tensile strength steel) 表 6.2 一般構造用鋼高張力鋼用途建築, 橋梁, 車両など一般 ( 重要部材除く ) 橋梁, 船舶, 石油貯槽など大型溶接物橋梁, 船舶, 石油貯槽など大型溶接物 ( 軽量化を目指す場合 ) 記号 SS SM HT 種別 SS330,400,490,540 ( 数字は引張強さ ) SM400,490,510, 540,560 ( 数字は引張強さ ) HT50,60,70,80,100 (JIS 規格外, 数字は引張強さ /9.8) 特徴引張強さのみ規定 C 量 <0.2 wt% Mn,Si で固溶強化 C 量 <0.15 wt% Mn,Si で固溶強化組織微細化溶接部の状態図 6.20 に示すように, 溶接部の両側には熱影響部 HAZ(heat affecting zone) が形成される. この部分は, 溶接時の熱影響によりマルテンサイト変態が生じ, 硬さが上昇する. HAZ では, 延性低下および残留応力の発生といった強度的な問題が生ずる. SM および HT 材の特徴 SM 材および HT 材では炭素含有量を減らし, 焼入性を低下させる一方, 強度を補うために, 炭素に代えて Mn および Si を添加することで固溶強化してある. 図 6.20 溶接部の様相と硬さ分布

SS SM/HT 図 6.21 一般構造用鋼高張力鋼の使用例 6.2.2 機械構造用合金鋼表 6.

用途は自動車, 航空機など各種機械類であり, 機械加工後焼入れ焼戻しにより強じん化して使用する.

SCr415,435,440 など ( 数字下 2 桁は C 100 wt%) SCM415,435

数字下 2 桁は C 100 wt%) 特徴一般的な機械構造用鋼 C 含有量により強度変化

10 SS SM/HT 図 6.21 一般構造用鋼高張力鋼の使用例機械構造用合金鋼表 6.3に機械構造用合金鋼の特徴などをまとめて示す. 用途は自動車, 航空機など各種機械類であり, 機械加工後焼入れ焼戻しにより強じん化して使用する. 炭素鋼クロム鋼名称クロムモリブデン鋼ニッケルクロムモリブデン鋼記号 SC SCr SCM SNCM 表 6.3 機械構造用合金鋼種別 S15C,25,35,45など ( 数字はC 100 wt%) SCr415,435,440 など ( 数字下 2 桁は C 100 wt%) SCM415,435 など ( 数字下 2 桁は C 100 wt%) SNCM220,240,439,630 など ( 数字下 2 桁は C 100 wt%) 特徴一般的な機械構造用鋼 C 含有量により強度変化 S25C 以上では焼入れ焼戻し後使用可能 Cr 1wt% の添加により焼入性向上焼入れ焼戻し後使用窒化用としても使用される Cr 1wt% 添加に加え,Mo 0.25 wt% 添加によりさらに焼入性向上焼入れ焼戻し後使用 Ni 0.5~3.5 wt%,cr 0.2~0.7 wt%, Mo 0.2~0.7 wt% の添加により最高のじん性を実現焼入れ焼戻し後使用 SCr415,SCM415,SNCM220 など低炭素のものは浸炭用

機械構造用合金鋼の特徴 1 炭素鋼では, 直径板圧 15 mm 以上の丸棒および板材の場合, 内部まで冷却できないため十分に焼入れできないが, Cr,Mo および Ni を添加した合金鋼では焼入性が改善されているため大型製品の焼入れが可能である. また, 焼戻した際には均質な組織が得られる. 2 合金鋼の場合, 油冷や空冷といったおだやかな冷却でも焼入れ可能であるため, 残留応力が低減される.

11 機械構造用合金鋼の特徴 1 炭素鋼では, 直径板圧 15 mm 以上の丸棒および板材の場合, 内部まで冷却できないため十分に焼入れできないが, Cr,Mo および Ni を添加した合金鋼では焼入性が改善されているため大型製品の焼入れが可能である. また, 焼戻した際には均質な組織が得られる. 2 合金鋼の場合, 油冷や空冷といったおだやかな冷却でも焼入れ可能であるため, 残留応力が低減される. 3 合金元素と鉄の炭化物が生成する. これは安定で高硬さを有することから, 析出強化をもたらすだけでなく, オーステナイト域での結晶粒粗大化を抑制するとともに, マルテンサイト組織が微細となり, 延性を維持しつつ高強度となる ( 強じん化 ). 同時に, 耐摩耗性を向上させる. 4 比較的価格は高い. 図 6.21 機械構造用合金の使用例工具鋼軸受鋼ばね鋼表 6.4 に示すように, 工具鋼, 軸受鋼, ばね鋼など, 専用の用途を規定された鋼種が存在する. 名称炭素工具鋼合金工具鋼軸受鋼ばね鋼用途ゲージ, 刃物, バイト, 針などの小物切削工具, 耐衝撃工具, 冷間金型, 熱間金型など軸受 ( コロ, 鋼球など ) 熱処理ばね ( 大型板ばねなど ), 加工ばね ( ピアノ線など ) 表 6.4 工具鋼軸受鋼ばね鋼記号 SK SKS SKD SKH SUJ SUP 種別 SK1~7( 数字が小さいほどC 量が多い ) 使用用途に応じて多種 SUJ1~4 など ( 数字が多いほど Cr が多い ) SUP6~10 など特徴高 C 濃度 (0.6~1.5 wt%) 焼入れ焼戻し後使用高 C 濃度用途に応じて Si,Mn,Cr,W, Mo,V が添加される焼入れ焼戻し後使用高 C 濃度 + 高 Cr(0.9~1.1 wt%) 焼入れ焼戻し後使用高点動疲労強度材質管理が最も厳しい加工ばね : 高 Si+Mn( 固溶強化 ) 熱間ばね : 高 Mn+Cr( 焼入性 ) 高弾性限

4 ステンレス鋼 (stainless steel) 鉄の表面酸化層 ( 赤さび ) は時間と共に内部へ進み, 腐食

23). さらに Ni を添加すると, 非酸化性 ( 酸素を奪う ) 環境においても, 良好な耐食性を示す.

12 SK SUJ SUP 図 6.22 工具鋼軸受鋼ばね鋼の使用例ステンレス鋼 (stainless steel) 鉄の表面酸化層 ( 赤さび ) は時間と共に内部へ進み, 腐食 (corrosion) が進行する. 鉄に Cr を添加すると酸化層は不動態化し, 耐食性は著しく改善する ( 図 6.23). さらに Ni を添加すると, 非酸化性 ( 酸素を奪う ) 環境においても, 良好な耐食性を示す. 以上のように,Cr (11 wt% 以上 ) あるいは Cr と Ni を添加させることにより, 緻密な不動皮膜を形成させた鋼がステンレス鋼である. 基本的には, 1 フェライト系ステンレス鋼 2 マルテンサイト系ステンレス鋼 3 オーステナイト系ステンレス鋼図 6.23 Fe-Cr 合金の暴露試験結果 (8 年 )

SUS304,SU316 と SUS304L,SU316L の相違オーステナイト系ステンレスでは, 基本的に C 0.08 wt% と極力炭素含有量が低減されているが, L 記号がつく材料ではさらに 0.

そのため, 原子力発電所のシェラウドなどでは, 極低炭素量の SUS304L や SUS 316L が使用される (L がつくだけで耐食性は数十倍!!).

5 ステンレス鋼記号種別 SUS SUS430,447J1 など (J は日本独自開発を意味する ) SUS403,420J2 など SUS304,304L, 316,316L など (L は低炭素を意味する ) 特徴高 Cr 濃度

13 SUS304,SU316 と SUS304L,SU316L の相違オーステナイト系ステンレスでは, 基本的に C 0.08 wt% と極力炭素含有量が低減されているが, L 記号がつく材料ではさらに 0.03 wt% 未満に制限さえている.C は Cr と炭化物を生成しやすいため, 実行ある Cr 量を減らしてしまう. そのため, 原子力発電所のシェラウドなどでは, 極低炭素量の SUS304L や SUS 316L が使用される (L がつくだけで耐食性は数十倍!!). 名称フェライト系マルテンサイト系オーステナイト系用途建築内装, 家庭用器具, 化学プラント, 食品業機器刃物, 医療機器, タービンブレード ( 耐熱性機械部品 ) 化学食品工業, 熱交換器, ガスタービン表 6.5 ステンレス鋼記号種別 SUS SUS430,447J1 など (J は日本独自開発を意味する ) SUS403,420J2 など SUS304,304L, 316,316L など (L は低炭素を意味する ) 特徴高 Cr 濃度 (SUS430で18 wt%, SUS447J1で30 wt%) 耐食性重視, 比較的安価加工性比較的低延性ぜい性遷移 C 0.15~0.75 vwt%+cr(12 ~18wt%) 耐食性は比較的低強度 + 耐食性, 耐摩耗性 SUS304 が基本 (Cr 18 wt% +Ni 8wt%,18-8 ステンレス ) 溶接性良好, 非磁性, 万能型塩化物水溶液中で応力腐食割れ食器化学プラント LPG タンク内側原子炉容器配管等図 6.24 ステンレス鋼の使用例

14 6.2.5 耐熱鋼 (heat-resisted steel) 鉄鋼材料の降伏応力や引張強さは 450 以上で低下する. この温度域では, クリープ強度が重要となる (JIS 名称 SUH). クリープ (creep) 材料に一定荷重を加えたまま, 高温 ( 融点の 30 % 以上 ) にさらし続けた際に, ひずみが増加する現象を言う. 定常クリープでは, 転位の運動が重要となる. 高温における転位移動を拘束するためには, 1 固溶強化 Mo の添加 2 析出強化 C の添加による炭化物の生成 3 粒界強化粒界に粗大炭化物を生成また, 酸化防止のため Cr,Ni を添加する. 図 6.25 クリープ曲線 (creep curve) 超合金 (super alloy) ガスタービン等では, 燃焼温度が高いほど効率がよい. しかしながら,750 以上の温度にさらされる場合, もはや合金開発は経験と努力による開発しかない ( ほんとんど規格表にない ). ガスタービン, ジェットエンジンなどに使用される超合金の種別としては, 1 Fe 基,Ni-Fe 基耐熱合金 A-286,Discaloy,V-57 Ni 25 wt%,cr 15 wt%+ti,al 添加,Ni 3 (Al,Ti) の析出強化 2 Co 基耐熱合金 HS-21,45,S-816,WI-52 Co 基 +25 wt% Cr+Ni 3 Ni 基耐熱合金 Nimonico75~120,Hastelloy X, Nimonic115,120, ( 現在主流 ) Udmet 700,Astroy,IN-100,B-1900,MAR-M246 Ni 基 +Co,Crの素地,Mo+Wで強化,NiとAl,Ti,Nb,Taなどとの金属間化合物により析出強化次世代は,Ti 3 Al や Ti-Al といった金属間化合物が主流になると言われている.

15 耐高温を目的とする場合, 高腐食性高クリープ抵抗を有する材料開発だけでは不十分である. 実際, 近年におけるジェットエンジンの実用温度の改善は, 組織制御 ( 多結晶柱状組織単結晶 ) 融点の高い Ni 基合金の溶射冷却方法の工夫に起因している. 図 6.26 タービンブレードの組織制御の変遷図 6.27 耐熱合金超合金の使用例

28 下 ) を有する. 図 6.28 ねずみ鋳鉄 ( 上 ) と球状黒鉛鋳鉄 ( 下 ) の組織鋳鉄の特徴 1 鋳造性 (castability) が非常に高く, 凝固や冷却中の収縮が小さい. 2 黒鉛が潤滑作用を持つため, 耐摩耗性および被切削性が高い. 3 第 2 相界面で塑性流動が生ずるため, 減衰能が高い ( 特にねずみ鋳鉄 ).

16 6.2.6 鋳鉄 (cast iron) 鋳鉄 : C 2.5~4.0 wt%,si 1.0~3.0 wt%,mn 0.2~1.0 wt% を含む鉄合金. ねずみ鋳鉄 (gray cast iron) JIS 規格では, 引張強さに応じて FC100~ 350 がある. フェライト素地 + 片状黒鉛, パーライト素地 + 片状黒鉛からなる組織 ( 図 6.28 上 ) を有する. 安価で後述の特徴を全て併せ持つ. 球状黒鉛鋳鉄 (spheroidal graphite cast iron) JIS 規格では, 引張強さに応じて FD370~ 800 があり, 高強度高延性である. Mg の少量添加により, 黒鉛を球状化させた組織 ( 図 6.28 下 ) を有する. 図 6.28 ねずみ鋳鉄 ( 上 ) と球状黒鉛鋳鉄 ( 下 ) の組織鋳鉄の特徴 1 鋳造性 (castability) が非常に高く, 凝固や冷却中の収縮が小さい. 2 黒鉛が潤滑作用を持つため, 耐摩耗性および被切削性が高い. 3 第 2 相界面で塑性流動が生ずるため, 減衰能が高い ( 特にねずみ鋳鉄 ) までの高温特性が良好である. 5 水に対する耐食性が高く, また電気的腐食に強い. 6 安価である. 補足例えば, エンジンブロックなどの複雑な形状でさらに機械加工を必要とし, 加えて高温特性, 耐摩耗性および制振性を要求される機械部品はすべて鋳造品である. 鋳鉄は地味であるが, 優れた特徴を有しかつ安価な super 合金である. 強度と延性を兼ね備えた球状黒鉛鋳鉄の出現は, 通常の鉄鋼材料の存在を脅かすまでになっている.

17 図 6.29 鋳鉄の使用例 6 章演習問題問題 1 純鉄,0.45 wt% の炭素を含む亜共析鋼 (S45C) および共析鋼をオーステナイト域から徐冷した.Fe-C 平衡状態図に基づいて, 以下の問に答えよ. (1-1) 純鉄と共析鋼の組織変化を説明せよ. (1-2) (1-1) に基づいて S45C の組織変化を説明せよ. 問題 2 図 6.30 は共析鋼の TTT 線図であるとする. 図に示す (a)~(c) のように冷却した場合, それぞれどの様な組織になるか, また, その際の熱処理の名称を述べよ. 図 6.30 共析鋼の TTT 線図

18 問題 3 以下の場合, どのような鋼種の使用が望ましいか答えよ. (3-1) 化学プラントにおける配管 (3-2) 船舶における構造部材 (3-3) 自動車のエンジンブロック 6 章演習問題解答問題節参照. 問題 2 (a) マルテンサイト+ 残留オーステナイト ( 焼入れ ),(b) 微細パーライト ( 焼ならし ),(c) 粗大パーライト ( 焼なまし ) 問題 3 (3-1) ステンレス鋼,(3-2) 溶接構造用圧延鋼, 高張力鋼,(3-3) 鋳鉄

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Microsoft PowerPoint - Engmat111Y6V1pdf.ppt 第六回目鉄鋼の熱処理の基礎 a.fe-c 状態図と標準組織炭素鋼 ( 鋼 ):Fe+ 少量の C Fe 3 C( セメンタイト, cementite): 準安定相で, 安定相は黒鉛, 通常の熱処理ではセメンタイトとして存在生命医科学部医工学科バイオメカニクス研究室 ( 片山田中研 ) IN116N 田中和人 E-mail: 内線 : 6408 材料工学 Ⅰ 鋼 (steel) :C 量が約 2.0%