日本製鋼所「技報75号」

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■Fig.8■C14■■■■C23■■■■■■■■■■■■Fig.8■C14■■■■C23■■■■■■■■■■■■■310 MPa■■■■■■■■■■C19■■■■■■■■■area ■■■■■■■■■area■■■■■■■■■■■EM■■■■■■■■■■■■■■■area■C14■■■■■Fig.6(1)■50 kg■■■■■■■■■■■■■ ■Fig.8■C14■■■■C23■■■■■■■■■■7 ■7 ■7 ■■■■■■■C19■■■■■■■■■■ ■8 ■6 ■8 ■7 ■8 ■9 ■8 ■9 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■ ■9 技術論文4.1　疲労限度に及ぼす凝固温度範囲の影響■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ そこで、熱力学計算ソフトThermo-calcを用いて凝固温度範囲（θL−θS ）を計算し、凝固温度範囲と各試験片で観察された起点部欠陥の √areaとの関係を整理した。その結果を図10に示す。炭素量の増加に伴い、凝固温度範囲が拡大する傾向が確認された。鋳塊サイズによらず（θL−θS ）の増加に伴い欠陥寸法の最大 √areaも増加する傾向を示した。これはΔPの増大が主因と考えられる。以上により凝固温度範囲の増加が粗大なポロシティの生成をもたらし、その結果疲労限度が低下したと考えられる。■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■ ■■■■ ■ ■■ ff■■■ ■■■■■■■■Fig.6(2)■1ton■■■■■■■■3■■■■■■■■■■C17■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■Fig.6(2)■1ton■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■1tC20on■■■■■■■■■■■■■■図7に炭素量と疲労限度と欠陥の最大 √areaを示す。■C19■■■■■■■■■■ 最大 √areaと炭素量はほぼ正の比例関係、疲労限度と炭素量は概ね負の比例関係を示した。■Fig.8■C14■■■■C23■■■■■■■■■■■■面上の最大 √areaはC14よりC23の方が大きかった。■■S-N■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■area■■■■■■■■■■■■■■■■■■■area■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■area■C14■■■■■■■■■■■■■■■■area■C14■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■図8にC14およびC23の疲労破面のSEM像を示す。破■■■■■C23■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■■■270 MPa■■■■■■■■■■3■■■■■■■■■■C17■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■Fig.6(2)■1ton■■■■■■■■■■■ ■■■■■■1tC20on■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■C19■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■9■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.9■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■9■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.9■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.6(2)■1ton■■■■■■■area ■■■■■■■■■area■■■■■■■■■■■■SEM■■■■■■■■■■■■■■■area■C14■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■C23■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■9■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.9■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Table■7■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■9 9 4.　考　　察（29）5 ■■■■■■■■C23■■■■■■■■■■■270 MPa■7 6 ■■■■■■■■■■■3■■■■■■■■■■C17■■■8 7 ■■■310 MPa■■■■■■■■■■C19■■■■■■■大型鋳鋼品におけるポロシティと疲労強度の相関2 ■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.6(2)■1ton■■■8 9 10 9 S-N■■■■■■1tC20on■■■■■■■■■■■■■■11 12 10 ■■■■■■■C19■■■■■■■■■■ 13 11 Table■7■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■14 12 15 13 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 16 14 17 15 16 ■■■C23■■■■■■■■■ 18 17 19 18 4.■ ■■ 20 ■■■■■■■■■■■■■■ 21 19 4.■1 ■■■■■■■■■■■■■■■■■ 20 9 21 ■■■■■■■■■■■■9■■■■■■■■■■■■■22 23 24 23 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■25 24 25 9 ■■■■area ■■■■■■■■■area■■■■■■■■■■■■■■■area ■■■■■■■■■area■■■■■■■■■■■SEM■■■■■■■■■■■■■■■area■C14■■■■■SEM■■■■■■■■■■■■■■■area■C14■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.9■■■■■■■■22 S-N■■■■■■1tC20on■■■■■■■■■■■■■Table■7■■■■■■■■■■■■■■■■■■■9 10 S-N■■■■■■1tC20on■■■■■■■■■■■11 12 13 Table■7■■■■■■■■■■■■■■■■■14 15 16 17 18 19 20 4.■ ■■ 21 4.■1 ■■■■■■■■■■■■■■■■■ 22 23 ■■■■S-N■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■■■270 MPa■■■■■■■■■■■3■■■■■■■■■■C17■■■■■310 MPa■■■■■■■■■■C19■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.6(2)■1ton■■■■■■■■■C19■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■ ■■■■9■■■■■■■■■■■■■1 図7　各炭素量における√area maxと疲労限度の関係■■■■■■■Fig.9■■■■■■■■2 4.■ ■■ ■9 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■3.■2 ■■■■■■■■■■■■■■■ 3 4.■1 ■■■■■■■■■■■■■■■■■ 4 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■5 ■■■■■■■■■■■■9■■■■■■■■■■■■6 ■■■■■■■■■■■■■■■Fig.9■■■■■■■7 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■8 1 ■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■S-N■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■■■270■■■■■■■■■■■3■■■■■■■■■■C17■■■310 MPa■■■■■■■■■■C19■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Fig.6(2)■1ton■■■■■■■C19■■■■■■■■■■ ■■■■area ■■■■■■■■■area■■■■■■■■■SEM■■■■■■■■■■■■■■■area■C14■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■C23■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■9■■■■■■■■■■疲労破壊の起点となったポロシティの現出について考察する。図9にマッシー凝固する合金のミクロポロシティ生成モデルを示す。凝固面における凝固区間の冷却速度や材質により決定される凝固温度範囲、対象部における温度勾配の相互関係によりポロシティが発生すると推定されている（6）。鋳物内部の高温部から低温部への溶湯補給の通路を考えたとき、その通路長さ ΔX は液相線温度 ΔTL 、固相線温度 ΔTS の差分である凝固温度範囲（θL−θS ）に比例し、温度勾配Gに反比例する。凝固収縮により生成する空隙に補給される液相の流速は凝固速度 Ẋ 、凝固収縮率 β に比例し、粘性抵抗による流れ中の圧力低下ΔPは、通路長さ ΔX 、粘性率μ に比例する。ここで、αを定数とすると、 ΔPは式（1）で表せる（6）。ΔP = αμβ（θL−θS ）（Ẋ/G）　・・・　（1）図8　（1） C14および（2） C23 の破面のSEM像ΔPは（θL−θS ）および Ẋ に比例するので、それらが大きくなればΔPも大きくなりミクロポロシティが発生しやすくなる。また、凝固速度に着目した場合も比例関係が成立する。図10　凝固温度範囲（θL−θS）と√areaの関係図9　ミクロポロシティ発生モデル(6)日本製鋼所技報　No.75（2024.11）10 S-N■■■■■■1tC20on■■■■■■■■■■■■■■11 1tC20on■■■■■■■■■■■■■■Pa■■■■■■■■■■C19■■■■■■■12 19■■■■■■■■■■ 13 Fig.6(1)■50 kg■■■■■■■■■■■■■■■■14 15 16 17 18 C14■■■■C23■■■■■■■■■■■■19 4.■ ■■ 20 4.■1 ■■■■■■■■■■■■■■■■■ 21 22 23 ble■7■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■24 25 Fig.8■C14■■■■C23■■■■■■■■■■■■9 9