JIS硬さ(じすかたさ)      [s14]

過去のJIS規格に参考資料として示されていた、標準的な熱処理をした場合の参考硬さをさします。

主に、構造用鋼に対してこの「硬さ」が使われていました。例えばS45Cの調質硬さは201-269HB、SCM435のそれは269-321HBなどがそれにあたります。 

本来は、小さな試験片をJISに定めた熱処理方法をしたときの硬さを一覧表にして掲載されていたのですが、大きな品物についてもその数値が生きていました。

現在ではこのような「JIS硬さ」というものはなく、標準的なものを「社内規格などで定める」としています。

しかし、慣例的に硬さの基準数値として使用されてきたことから、現在でもこの硬さが消えずに残っています。



ある意味で、これは便利な数字でした。

現在では、JISにおける熱処理条件と得られる機械的性質、得られる硬さなどについては、社内規格等によって個々の工場で定めることになっていますが、焼入れ性の低い構造用鋼などは、何を基準にするのかがわからないことから、よりどころにできそうな数字でしたので、「JIS硬さ」という言い方は適当ではないのですが、昔の名残が現在も生きているというのが現状です。


この数字や一覧表は、平成年代の初期ごろまで、構造用鋼(炭素鋼・合金鋼)のJIS規格の参考資料として、φ25程度の丸棒について標準的な熱処理条件で焼入れ焼戻し(調質)をした場合の参考硬さが表とデータで示されていました。

これらは、現在、JISの解説部分に掲載されていることはありますが、規格の本文から削除されています。

SC材の機械的性質
SC材の機械的性質2

これは、小さな試料をJISに示された熱処理条件で熱処理をした場合に得られる標準的な機械的性質(硬さなど)を一覧できるもので、非常に便利で参考になるものでしたので、熱処理依頼をされるお客さんも、これを「JISかたさで・・・」というように、ここに示された硬さ範囲に熱処理の依頼をするのが通例でした。

現在のJISハンドブックには掲載されていませんが、大同特殊鋼(株)など一部の製鋼メーカーのハンドブックや熱処理文献として残っているだけの状態になっています。

これがJISハンドブックに掲載されているときにも、鋼種の標準成分範囲、棒径サイズ、焼入れ焼戻し条件で熱処理した場合の参考硬さ・・・という注意書きがあったのですが、多くの人は、その硬さにすることでJISに示された基本的な機械的性質が得られる・・・ と受け取っている人が多かったためでしょうか、ともかく、大きな形状のものでもそこに書かれた硬さを熱処理硬さに指定する方が多かったという状況でした。

この値は一つの基準値のようなもので、実際的には、熱処理品の硬さは表面硬さしか測定し無いことから、調質の場合はできるだけ高温で焼戻しして、内部と表面の硬さの差を小さくすることが基本です。

しかし、表面硬さを重視して焼戻し温度を低くすると、内部に行くほど硬さが低下しているということに留意しておく必要があります。

しかし、そのような細かいことを考えることなく、このJISに掲載された参考資料の硬さ範囲が一つの基準として一般化していました。


構造用鋼の多くは焼入れ性が高くないので、品物が少し大きくなると、質量効果のために、JISに書かれた上記(例えばS45Cでは201~269HB)の硬さが入らなかったり、たとえJISに書かれた表面硬さが焼入れ時点で得られていても、500℃以上の十分な温度で焼戻ししていても、内部の硬さが下がっています。

これでは『調質』本来の、「内外の機械的性質を均質にする」という意味から外れているのですが、このような熱処理例はたくさんあることも事実です。

もちろん、普段は、これで問題になる事はほとんどありません。しかし、機械構造物の設計者は、鋼種と表面硬さ、内部硬さなどについては認識しておく必要があります。

近年当社では、構造用鋼の調質という熱処理量が減少しているのですが、やはり、「焼入れ焼戻しをして求められる表面硬さにする・・・」という熱処理契約(仕様)が基本ですので、このような「表面硬さだけを考えて仕様を決める」という習慣は、何ら昔と変わっていない感じがします。

他社の状況はわかりませんが、この「昔のJIS硬さ」は、「JIS硬さで・・・」と熱処理依頼するお客様側にも便利でしたし、熱処理する側も、それを満たせばいいという、双方に安心感のある数値であったようですので、JISに表示された硬さは便利なものであったということが言えます。

現在はJIS項目にあった参考事項などのデータ数字は、どんどん削除されてきています。

さらに今後も過去の貴重なデータ集などがどんどんJISハンドブックなどから削除されていき、熱処理データなどの新しいものが追加されない傾向ですし、それに加えて、鋼材の熱処理特性や表面硬さと内部硬さの違いを理解する設計者も減っていくのは避けられない状況ですが、書籍には書かれることはありません。
このような内容を少しでも伝えておきたいと思っています。

大同特殊鋼(株)さんのハンドブックには、これら、過去にJISハンドブックにも掲載されていたデータ類が現在でも掲載されています。

これらがWEBなどを通じてもっと多くの人の目に触れるようにしてほしいと思っていますが、難しいのでしょうか? 
以下に大同特殊鋼さんのハンドブックの一部のコピーを見本に示します。

これらは、過去のJISに掲載されていたものと同じですが、残念ながら、コピーですので、見づらくなっています。

SCMの熱処理特性 大同特殊鋼のハンドブックより
SCMの熱処理線図 大同特殊鋼ハンドブックより
SCMの熱処理データ例 大同特殊鋼ハンドブックより

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