「RHC 30-35 "は、ロックウェルCスケール(HRC = 30-35)の硬度範囲を示す。実用的な「同等物」は、その硬度を生み出す鋼と熱処理条件である(例えば、AISI/SAE 4340、EN24 / 36CrNiMo4、および適切に焼き戻された4140/4142は、シャフト、ギア、および構造部品用に~HRC 30-35で一般的に供給または処理されている)。
RHC 30-35」が意味するもの
文字列 「RHC 30-35 は ロックウェルC硬度スケール (一般にHRC 30-35または30-35 HRCと表記される)。これは、通常熱処理または焼き戻し後の許容可能な硬さの範囲を示すもので、材料特性を管理するために購入/仕様文書で使用されます。HRCは プロパティそのため、"同等 "は次のように解釈されなければならない。 同じ硬度と機械的包絡線を生み出す異なる鋼や熱処理正確な合金名はひとつもない。
硬度スケールと数値
技術者はしばしば硬度システム間の換算を必要とする。換算はおおよそのものであり、微細構造や試験方法によって異なりますが、以下の表は広く使用されている換算表です。 HRC 30-35.
ロックウェルC(HRC) | おおよそのブリネル(HB) | ビッカース(HV) | 標準引張強さ(約) |
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30 HRC | ~286 HB | ~302 HV | ~850-900 MPa |
31 HRC | ~294 HB | ~310 HV | ~880-940 MPa |
32 HRC | ~301 HB | ~318 HV | ~900-970 MPa |
33 HRC | ~311 HB | ~327 HV | ~930-1000 MPa |
34 HRC | ~319 HB | ~336 HV | ~960-1030 MPa |
35 HRC | ~327 HB | ~345 HV | ~990-1060 MPa |
注釈
換算表は経験的なものであり、情報源によって異なる。上表は、仕様書/封筒裏のチェックにのみ使用する工学的近似値である。最終的な受入れには直接試験を行うこと。
実務上「同等」とされる一般的な鋼種
なぜなら HRC 30-35 は特性であり、多くの一般的な構造用鋼や合金鋼はこの硬さまで供給または加工できる。以下の表は、実用的な選択肢、同等品(EN/UNS/AISI)、および典型的な用途をまとめたものです。
通称・呼称 | 同等の規格/コード | HRC 30-35の典型的な状態 | 代表的な用途 |
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4340 (AISI/SAE 4340) | UNS G43400、EN36/36CrNiMo4(類似品) | HRC28-36まで焼き入れ&焼戻し(一般的なショップ納品は30-35) | 着陸装置、シャフト、構造用高強度部品。 |
4140 / 4142 | AISI 4140 (EN 42CrMo4 コンパチブル) | オイル/ガス焼入れ、焼戻し(~HRC27~34、部位による | 中程度の靭性が必要なギア、ピン、シャフト |
EN24 / 36CrNiMo4 | EN36(歴史的には英国EN24) | 靭性向上のための熱処理;一般的にHRC ~30~34。 | 航空宇宙/自動車用重要鍛造品 |
52100(軸受鋼) | SAE 52100 | より高いHRCまで焼入れ可能。場合によってはベアリング・レース用に30~35まで焼戻し。 | ベアリング、レース(微細構造が異なるため、溶接性が制限される。) |
マルエージング鋼(C300系など) | AMS 6514/AMS 6515 (マルエージング) | 多くの場合、非常に高い靭性と強度のバランスを得るために、~RC30~35に熟成させる。 | 航空宇宙用工具、構造用高強度部品(異なる化学的性質と処理) |
実践的なポイント AISI/SAE 4340 は、バイヤーが「4340 RHC 30-35」を要求する際、最も一般的に指定される合金のひとつである。なぜなら、大断面であっても、その窓まで確実に熱処理できるからである。
メーカーがHRC 30-35に達するまで(熱処理とプロセス)
HRC30~35を出すには、合金組成、部品サイズ(断面厚さ)、工程管理による:
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スルーハードニング合金(4140、4340など)
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通常のルート:オーステナイト化→焼き入れ(油または攪拌塩)→焼き戻し。
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HRC 30-35の焼戻し温度範囲は、一般的に次のとおりである。 中間テンパー 窓(例えば、合金と目標硬度に応じて ~500-600 °Cの間で焼戻し)。正確な温度は、所望の靭性と強度の組み合わせによって異なる。
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ケース硬化と貫通硬化
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ケース硬化(浸炭/浸炭窒化)により、表面は硬いケースになるが、コアはより硬いままである(コアは~HRC30~35であるが、ケースはより硬い)。必要な場合は、表面硬度とケース深さを別々に指定してください。
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マルエージングおよび時効硬化合金
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これらは、溶体化処理+時効処理により、高炭素マルテンサイトを発生させることなく強度を生み出している。目標RC 30-35は、時効処理時間/温度を調整することで達成され、その硬度帯では卓越した靭性が得られる。
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工程管理と品質管理
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ロットや形状を問わず一貫したHRC 30-35を達成するには、校正された炉、管理された急冷媒体、検証用サンプルが必要です。重要な部品については、メーカーは通常、硬度マップ(複数の読み取り値)と熱処理記録を提供しています。
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試験、校正、受入基準
ロックウェルC試験 標準化された方法(ASTM E18 / ISO 6508)に従う。主な品質規則
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機械の精度を検証するために、適切に校正されたロックウェル機械と認証されたテストブロック(NISTトレーサブル・ブロックまたは同等品)を使用する。
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受入に際しては、各条項ごとにサンプルの位置と圧痕の数(例えば、指定位置全体で±2HRCの許容範囲内)を指定し、また、測定は仕上げ面またはテストクーポンのどちらで行うかを指定する。
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表面状態が読み取り値に影響する場合(粗さ、ショットピーニング、脱炭)、追加の研磨または試料の前処理が必要になることがある。
HRC 30-35での設計と応用への影響
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耐摩耗性: HRC 30-35は、中型のギア、シャフト、メカニカル・ファスナーに適した適度な耐摩耗性を与える。
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タフネス: 硬度が高くなるにつれ、靭性は低下する。動的部品の摩耗と破壊靭性のバランスをとるために、HRC30~35がしばしば選択される。
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疲労寿命: 疲労性能は、微細構造、硬度、残留応力、表面仕上げ、ショットピーニングの複合機能である。回転シャフトでは、4340のHRC 30-35が一般的な妥協点である。
機械加工、溶接、仕上げに関する考慮事項
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機械加工: HRC30-35の材料は、焼きなまし鋼よりも硬い - 適切な工具材種、遅い送り/速度、冷却剤を使用する。プリハードニング加工とポストハードニング加工の選択は、コストと歪みに影響する。
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溶接: HRC30-35の合金鋼の多くは、割れを回避し、 靭性を回復するために予熱と溶接後熱処理 (PWHT)を必要とする。4140/4340のような低合金鋼は、適格な手 順が必要である。
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表面仕上げ: 研削、ショットピーニング、応力除去加工は、疲労寿命や寸法公差が重要な場合に指定されるべきである。
調達チェックリスト - 図面とPOにRHC 30-35を明記する。
RHC 30-35を指定する場合は、曖昧さを避けるために以下を含めること:
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硬度: 30-35 HRC (明示的にロックウェルC)
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テスト基準: ASTM E18 または ISO 6508 (1つを選ぶ)
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試験方法の詳細:試験点の数、サンプルの位置、表面処理
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素材/グレード:例. SAE 4340、HRC 30-35に焼入れ・焼戻し (または「同等のEN36 / 36CrNiMo4)
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納入条件:熱処理チャート、炉チャート、証明書(化学+機械+硬度マップ)
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追加要件:必要に応じて非破壊検査(NDT)、靭性(シャルピー)値、または浸炭部品の表面硬度ケースの深さ。
実例
ランディング・ギア・ブラケットを供給するメーカーから注文があった。 4340を30~35HRCに焼入れ・焼戻し このサプライヤーは、5カ所の硬度測定値(31~34HRC)、規格内の引張試験結果、熱処理履歴を含むクーポンを納品した。
よくあるご質問
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Q: RHC 30-35は素材グレードですか?
A: ロックウェルCスケールの硬度範囲です。仕様書では、硬度と材料等級(例:4340)は常に対になっています。 -
Q: 一般的にHRC 30-35に適合する材料は?
A: 4340や4140のような合金鋼、その窓まで焼き戻したベアリング鋼、適切な時効処理を施した特定のマルエージング合金。 -
Q: 硬度換算(HRC→HB→HV)の精度は?
A: 換算は概算であり、経験的なものである。受入には、指定された尺度で直接測定すること。 -
Q: HRC30~35の部品を溶接できますか?
A: 溶接は可能だが、通常、合金によっては予熱、 制御されたパス間温度、PWHTが必要である。溶接手順仕様書(WPS)で確認すること。 -
Q: 熱処理済みの材料を買うべきか、それとも機械加工してから熱処理すべきか?
A: 公差と歪みリスクによる。機械加工後の焼入れは、加工の難易度を下げるが、歪みのリスクを高める。公差が厳しい場合は、最終熱処理と研削加工後に機械加工/ドレッシングを行うことを検討する。 -
Q: どのようなテスト資料を要求すればよいですか?
A: 化学的性質、硬度マップ(複数の圧痕)、熱処理記録、および必要とされる機械的試験(引張/シャルピー)のためのミル・テスト・レポート(MTR)。 -
Q: 異なる合金間で同じHRC値が比較できますか?
A: 4340のHRC32と軸受鋼のHRC32では挙動が異なる。靭性、疲労、環境を別々に評価する。 -
Q: 業界で許容される硬度の許容範囲は?
A: 一般的な公差は、±2 HRCまたは指定の窓(例:30~35 HRC)である。重要な部品については、図面注記で必要に応じて締め付ける。 -
Q: 硬度はどこで測るべきか?
A: フィレットや薄いエッジを避けて、決められた位置の完成形状に。重要な部品の図面には、テストポイントの座標を指定する。 -
Q: ロックウェル硬さ試験にはどのような規格がありますか?
A: ASTM E18およびISO 6508は、ロックウェル硬さ試験に関する主要規格です。校正された装置と認証された基準ブロック(必要な場合はNISTトレーサブル)を使用してください。
権威ある参考文献
- ロックウェル硬さ試験 - Wikipedia
- ASTM E18 - 金属材料のロックウェル硬さの標準試験方法
- NIST Special Publication - 金属材料のロックウェル硬さ測定
- 硬度換算表 (HRC ⇄ HB ⇄ HV) - 工学換算表
最終勧告
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決して 図面には "RHC 30-35 "のみを明記すること。硬度は常に母合金と受入れ基準(試験方法、圧痕の数、MTR)と対にすること。
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焼き入れ性が重要な重量のある部分には、以下を好む。 4340 / EN36 またはプレミアムVAR/VIM材を使用し、熱処理記録を必要とする。
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プランニングには換算値を使用するが、最終的な受入試験には図面に示されているのと同じスケール(例:HRC)を要求する。