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。

慣用的な表現・使われ方であり、現在ではこのようなものはありませんが、現在でもよく耳にします。



現在の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。
そのため、「JIS硬さ」という言い方は適当ではないのですが、昔の名残で、現在も生きているというのが現状です。

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程度で、規格の本文から削除されています。

例えば、調質後の硬さについて言えば、S45Cではブリネル硬さで201~269、SCM435では269~321という数字が掲載されていました。
SC材の機械的性質
SC材の機械的性質2

それは小さな試料を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)が示されていたもので、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、これを基準に熱処理依頼をするのが通例でした。

しかし、現在にJISハンドブックにもそれは無く、製鋼メーカーや熱処理文献に残っているだけの状態になっています。

当時でもJISには、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・・・という記述でしたが、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すが、熱処理の場合には硬さは表面硬さしか測定しませんでしたので、そのように熱処理することが問題になることはありませんでした。

しかし本来、実際の品物の強度を考えるのには、鋼種の焼入れ性などを考慮して全体の強度を考える必要があるのですが、このように表面硬さだけが確保されていても、焼入れ性の高くない一般的な構造用鋼であれば内部硬さが低くなっており、全体強度は確保されていないことは自明です。しかし、細かいことを考えることなく、これが一つの基準として一般化していたようです。

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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すると硬さが下がってしまうので、『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た熱処理になってしまう例も見受けられました。

もちろん、これらも一般的に行われていたことで、普段は、これで問題になる事はありませんでした。

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・・・」という熱処理契約が基本ですので、このような習慣も、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の便利さと、それを満たせばいいという熱処理屋の双方に安心感のある数値であったようで、それで双方に問題が起きていないとすると、当時は「良き時代」だったと言えるのかもしれません。

JIS項目にあった参考事項は、どんどん削除されてきています。今後は、基本的な「強度を保証する熱処理」をきっちりと理解する設計者も減っていくのは避けられない状況で、さらに、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現状などを見ると、これでいいのかなぁ・・・と思ってしまいます。

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)
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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