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高マンガン鋼 (9603 views - Material Database)

高マンガン鋼(こうまんがんこう)とは、炭素鋼にマンガンを12%前後加えた組成を持つ合金鋼である。発明者のロバート・ハッドフィールド(en:Robert Hadfield)に因み、ハッドフィールド鋼とも呼ぶ。。 炭素鋼は、常温でフェライト(体心立方格子)相が、高温でオーステナイト(面心立方格子)相が安定している。これに対しオーステナイト形成元素のマンガンを添加し、常温でオーステナイト相を安定にしたのが高マンガン鋼である。鋼の焼入れはフェライト・オーステナイト相間の変態を利用するが、高マンガン鋼はオーステナイト相から変態しないため、焼入れしても効果はない。 高マンガン鋼はオーステナイト組織を持つため、じん性が高く磁性を持たない。また加工硬化性が大きく、荷重を受けるほどに表面が硬くなり、耐摩耗性も向上する。このため靱性と耐摩耗性が求められる用途に向く。 加工硬化が著しいという特徴のため切削性が悪いので、高マンガン鋼は主に鋳造品に利用される。鋳造直後は結晶粒界に炭化物が析出して脆い状態にあるので、炭化物を解消し、製品にじん性を持たせるには1000℃まで加熱し急冷する処理を行う。これは液体化処理や水靱処理と呼ばれている。加熱後急冷する点は焼入れに似ているが、目的も原理も異なる処理である。 ほかに比較的少量(1~数%)のマンガンを添加したマンガン鋼(低マンガン鋼)があるが、これは強靭化や焼入れ性の向上を狙ったものであり、オーステナイト相を利用する高マンガン鋼とは性質が異なる。
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高マンガン鋼

高マンガン鋼

高マンガン鋼(こうまんがんこう)とは、炭素鋼マンガンを12%前後加えた組成を持つ合金鋼である。発明者のロバート・ハッドフィールド(en:Robert Hadfield)に因み、ハッドフィールド鋼とも呼ぶ。[1]

炭素鋼は、常温でフェライト(体心立方格子)相が、高温でオーステナイト(面心立方格子)相が安定している。これに対しオーステナイト形成元素のマンガンを添加し、常温でオーステナイト相を安定にしたのが高マンガン鋼である[2]。鋼の焼入れはフェライト・オーステナイト相間の変態を利用するが、高マンガン鋼はオーステナイト相から変態しないため、焼入れしても効果はない[2]

高マンガン鋼はオーステナイト組織を持つため、じん性が高く磁性を持たない[2]。また加工硬化性が大きく、荷重を受けるほどに表面が硬くなり、耐摩耗性も向上する[2]。このため靱性と耐摩耗性が求められる用途に向く。

加工硬化が著しいという特徴のため切削性が悪いので、高マンガン鋼は主に鋳造品に利用される[3]。鋳造直後は結晶粒界に炭化物が析出して脆い状態にあるので、炭化物を解消し、製品にじん性を持たせるには1000℃まで加熱し急冷する処理を行う[2]。これは液体化処理や水靱処理と呼ばれている[2]。加熱後急冷する点は焼入れに似ているが、目的も原理も異なる処理である。

ほかに比較的少量(1~数%)のマンガンを添加したマンガン鋼(低マンガン鋼)があるが、これは強靭化や焼入れ性の向上を狙ったものであり、オーステナイト相を利用する高マンガン鋼とは性質が異なる[4]

参考文献

  1. ^ manganese steel”. Encyclopædia Britannica. 2014年8月25日閲覧。
  2. ^ a b c d e f 坂本卓 『絵とき 機械材料 基礎のきそ』 日刊工業新聞社、2007年、120頁。ISBN 978-4526058479
  3. ^ 門間改三 『大学基礎 機械材料』 実教出版、1982年、89頁。
  4. ^ 門間改三 『大学基礎 機械材料』 実教出版、1982年、84頁。

関連項目


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