月刊名工研・技術情報

平成 27 年 10 月号

電子版※NMIRI : Nagoya Municipal Industrial Research Institute【 設 備 紹 介 】 ・製品･材料の強度評価試験機器の紹介【 依 頼 試 験 】 ・鋼製部品の破面観察【 技 術 紹 介 】 ・鋼の硬い・脆い【 お 知 ら せ 】 ・みんなのテクノひろば
・技術講演会 他【設備紹介】
製品・材料の強度評価試験機器の紹介≪金属製品・材料の引張、圧縮、曲げ≫≪プラスチック製品・材料の引張、圧縮、曲げ≫●オートグラフ AG-250kNplus●インストロン 5582

(H25 導入、㈱島津製作所製)(H18 導入、インストロン社製)

・最大試験力 250kN

・最大試験力 100kN（試験力精度500Nレンジ（試験力精度100Nレンジでで±0.1％以内）±0.1％以内）・各種金属材料の引張強・各種プラスチック材料の引度、伸び、耐力の測定。

張強度、伸び、耐力の測・任意ストローク及び荷重定。

制御試験が可能。

・非接触のび計による評価可能。

【その他対応機器】●オートグラフ AG-50TB（H1 日自振補助導入*） ㈱島津製作所製
・φ150mmまでの圧縮可能。支点間距離100mmま≪繊維製品・材料の引張、圧縮、曲げ≫●オートグラフ DCS-500(S57 導入、㈱島津製作所製)での3点曲げ可能。

●オートグラフ KGN-50

・50N 用ロードセル有り。各種繊維や袋およびフィ*（H11 日自振補助導入 ） ㈱島津製作所製

ルム等の引張試験に対応。

・50kNまでの各種素材の引張・圧縮・曲げ特性を評価可能＊日自振補助： 日本自転車振興会（現：(公財)JKA）の設備補助事業にて導入（製品技術研究室 児島 澄人）
TEL (052) 654-9861

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平成 27 年 10 月号

依頼試験 （鋼製部品の破面観察）
鋼製の機械部品がどのような壊れ方をしたか調べてほしいという依頼があり、破断面の観察を実施しました。材料はクロムモリブデン鋼SCM435とのことでした。
破断した箇所の断面は円筒状で、段付き部でほぼ平坦に破断面が生じていました。破断面を巨視的に観察すると、図1のように貝殻状模様（ビーチマーク）が観察できました。
貝殻状模様が現れていれば疲労破壊の可能性が高いのですが、応力腐食割れ等によっても状況次第で類似の模様が形成されるとの指摘があるこ

図 2 B 領域破面のストライエーション状模様とから、電子顕微鏡を用いた微視的な観察も併せて行いました。
破面の特徴から、き裂発生起点は図1のAの箇所と推測され、B領域には図2のようなストライエーション状模様が観察されました。C領域は最終破断部で、延性破壊の特徴であるディンプル模様が認められました（図3）。
観察結果より、本品は一方向の繰り返し負荷により図1の矢印のようにき裂進展して疲労破壊したものと推測されます。このようなときは、形状を変更するなどして応力が疲労限を下回るような条件

図 3 C 領域破面のディンプル模様

で使用すれば、疲労破壊を回避することができると考えられます。

本品は段付き部の応力集中箇所を起点とした疲労破壊でしたが、きずや材料欠陥を起点として疲労き裂が進む場合もあります。その他に、不適切な熱処理による焼戻し脆化や不純物元素の影響とされる低温脆化が原因の脆性破壊、腐食環境下で発生する応力腐食割れなど、破断の原因は様々です。
当所ではこのような破断面観察を承る他、自社で観察された結果に対する技術相談にも対応しておりますので、お気軽にお問い合わせ下さい。

図1 破断面の貝殻状模様（ビーチマーク）（製品技術研究室 夏目 勝之）
TEL (052) 654-9849

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平成 27 年 10 月号【技術紹介】
鋼の硬い・脆い
通常、鋼は、硬ければ硬いほど高強度です。焼断するよりは、変形した方が安全です。他方、金型入れただけで焼戻しをしていない場合や、低温焼や多くの機械部品は、割れても塑性変形してもど戻し脆性・高温焼戻し脆性・低温脆性という具合にちらも対等に不可です。バネは硬くするほど弾性わざわざ“○○脆性”と名付けられた現象が起きて変形域が増します。水素脆性のリスクはここではいる場合は別にして、適切な処理が施された鋼材別問題として、材料力学の話としては、硬いほど機には硬さと強さの間に相関があります。そのことを械的耐久性に有利なのです。

よく知った上で、設計者は図面に、強度の代わりに焼入れ材の場合、焼戻し温度を考慮すること硬さを指定します。この点は、本来、シンプルな話で、より安全な設計ができます。低温焼戻しにおいなのです。ところが、当所における技術相談で、て、200℃前後で焼戻せば当初の指示硬さを超え「“硬ければ脆い”ので、硬さを低めに指定した」とるといった場合、焼戻し温度を優先して硬さ指示をいうことをしばしば聞きます。これは多くの場合、誤変更（設計変更）した方がよい場合が多くありま解による設計ミスです。これまで、このような事例す。図面通りの硬さにするためには 250℃以上でが多くありましたので、ここであらためて解説いたし焼戻すことになるといった場合、低温焼戻し脆性のます。「強度が高いか低いか」と「変形せずに割れ危険温度域に近づいてリスクが大きくなり、硬さをてしまうか、割れずに変形するか」とは、別の話な低めにしたことが本末転倒となってしまいます。設のです。硬い鋼材は、壊れ方は脆性破壊傾向にあ計部門はあらかじめ熱処理部門に尋ねた方がよりますが、強度は高いのです。一方、あたりまえでいですし、熱処理部門は図面通り無条件に流すのすが、柔らかい鋼材は、破断する前に塑性変形しではなく、リスクを見出せば設計部門に変更提案ます。ただし、柔らかければ低強度なので小さな荷するのが、理想的な連携と言えるでしょう。

重で塑性変形します。上記の“○○脆性”の場合硬さと耐摩耗性の関係にも触れます。鋼材の種は、小さな荷重で脆く壊れてしまうので、不良として類により、硬さを保持するメカニズムが異なりま区別されます。

す。固溶強化や析出強化といった複数の機構があ硬さ換算表を見ますと、硬さ 55HRC では引張強ります。S45C や SCM など機械構造用鋼は、母相さ約 2000MPa、45HRC では約 1500MPa とありま（マルテンサイト）で硬さを保持します。SK や SKDす。1500MPa の応力がかかった時、45HRC 材は破など工具鋼は、主に析出粒子で硬さを保持しま断しますが、55HRC 材はまだ弾性域内です。耐疲す。「全体（母相）が均質に 450HV（硬さ）という材労で見積もれば、800MPa の繰り返し応力がかか料」と「2000HV 粒子が 350HV 母相内に分散して全る条件下で、45HRC 材では疲労き裂が進展します

体平均が 450HV という材料」を擦り合わせれば、が、55HRC 材は疲労限未満で平気です。靱性が前者が摩耗して後者が勝つことは、容易にイメー欲しくて硬さを低く抑えたがゆえに、強度が不足しジできます。同じ鋼種同士、すなわち、硬さを保持て（その分の断面積を増し加えることもせず）破損するメカニズムが同じもの同士の場合には、耐摩した、というパターンも生じます。

耗性も、大まかには硬さの順に並びます。

もちろん、強度よりも延性を優先させるべき用途は多々あります。公園の鉄棒は、いくら強くても破（金属･表面技術研究室 橋井 光弥）
TEL (052) 654-9881

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平成 27 年 10 月号【お知らせ】■一般社団法人愛知県金属プレス工業会より感謝状が贈呈されました
平成 27 年 9 月に行われた工業会創立 50 周年記念式典において、「技能評価試験」等への協力に対し、当所へ感謝状が贈呈されました。
愛知県金属プレス工業会 HP (http://www.amsa.or.jp/)■みんなのテクノひろばを開催します
平成 27 年 11 月 1 日（日）、小中学生向けのイベントを開催します。
参加は事前申込制です。
詳しくはこちらをご覧ください。（http://www.nmiri.city.nagoya.jp/hiroba2015.html）■技術講演会を開催します
・切研削講演会「金属三次元造形の最新技術」
平成27年11月10日（火） 13:30～16:00 名古屋市工業研究所 第１会議室
1. 「レーザとボールエンドミル加工を融合した金属粉末積層造形法」
講師： 名古屋大学大学院工学研究科 客員教授 上田 隆司氏
2. 「Additive / Subtractive Hybrid Machine の開発」
講師： DMG 森精機㈱開発製造本部 電装制御担当 専務執行役員 藤嶋 誠氏
申込み、詳細はこちらをご覧ください。（http://www.nmiri.city.nagoya.jp/seminar/pdf/144.pdf）■第 5 回次世代ものづくり基盤技術産業展（TECH BIZ EXPO）に出展します
平成 27 年 11 月 18 日（水）～11 月 20 日（金） 10:00～17:00 吹上ホール
詳細はこちらをご覧ください。（http://techbizexpo.com/）■中小企業技術者研修
近く開講される（公財）名古屋産業振興公社の中小企業技術者研修についてお知らせします。
（会場：名古屋市工業研究所内）
研 修 名
中級電子回路技術

表面機能化技術

研 修 内 容定員

受講料

11月～3月 火曜
96時間

15名

59,400円

11月～3月 金曜
90時間

10名

59,400円

期

製品設計に不可欠な応用回路、熱対策、電磁ノイズ対策や光技術と画像計測・検査技術など
めっきを中心とした表面の高機能化及び関連技術の講義と実習。並びに最新の技術動向

間（税込）

申込み、問合せは下記へお願いします。
（公財）名古屋産業振興公社 工業技術振興部 ものづくり人材育成課
http://www.nipc.or.jp/kougyou/p_training/lecture.html
TEL 052-654-1653 FAX 052-661-0158（編集・発行）名古屋市工業研究所〒456-0058

名古屋市熱田区六番三丁目４番４１号

電話： 052-661-3161

FAX： 052-654-6788

U R L： http://www.nmiri.city.nagoya.jp

E-mail： kikaku@nmiri.city.nagoya.jp