吸収エネルギー(きゅうしゅう~)     [k24]

シャルピー衝撃値などのように、試験片を破断するときに費やされた力をあらわす数字です。シャルピー値の単位は、kg・m/cm。

これが大きいと耐衝撃性が高いと評価します。


「耐衝撃性が高い=強靭性(じん性)が大きい」といえます。
JISでは衝撃値を求める試験方法として、シャルピー、アイゾット試験などが規定されていますが、これらは「破壊靭性」ともいわれ、試験片を破断するときに失われたエネルギーを測定しています。

熱処理試験ではシャルピー試験で評価する場合が多いようです。

構造用鋼では3号試験片での試験が多く、通常は常温(20℃±15℃:JIS Z 8703)での試験値を用いますが、ほとんどの鋼は低温脆性の影響があるので、低い温度で試験しないという暗黙知があるようです。

高い硬さの衝撃値試験になると、熱処理条件の影響だけでなく、試験片の加工精度などの影響もあって試験値がばらつきやすく、その評価も難しいので、数本の試験をした平均値などで評価することが多いのですが、それでも問題点もたくさんあります。

やわらかい「構造用鋼」の試験でも、数本の試験片を用いることが多いようです。

【10Rシャルピー値】
工具鋼などでは、高い硬さの状態の衝撃値を知るためにもシャルピー衝撃試験が行われますが、JIS3号試験片のような2mmUノッチ(にみりゆーのっち)の試験片を用いると、値が非常に小さくなり、ばらつきが大きくなるので、現在は、日立金属が古くから行っていたノッチ形状が使われます。(JISの規定はありません)
10Rシャルピー試験片の当社用加工図面

これは当社で試験する高硬さの工具鋼などの試験に用いる10Rシャルピー試験片で、日立金属の指導を受けて古くから試験しているものです。

これによると、2mmUノッチのものより、約4倍程度の値になって他鋼種との比較がしやすくなりますし、ばらつきが少ないという利点があります。

しかし、試験片形状が異なると、互換性や換算による評価はできませんし、いずれの方法でも、高硬度材については、加工を含めた試験費用も高価です。

さらに、これを用いても、高い硬さの試験(例えば55-60HRCなど)では非常に結果がばらつくために、その鋼材評価が難しい試験であるといえます。

そのために、日立金属では、58HRCを超えるものはシャルピー値が小さくなって、さらに結果の信頼性も低くなるので、シャルピー試験に変えて、抗折試験でじん性の評価をされている図表も多いようです。

この抗折試験も特殊な試験片形状で、日立金属ではφ5x支点間50の試験片を用いられるものが多く、抗折力と曲がり(たわみ)の積を「吸収エネルギー」としてじん性の大きさを評価されています。



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