炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼の硬度比較およびバルブシャフトの材質選定について
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この投稿は最後にcynthiarryによって2016年9月28日11時26分に編集されました。皆さん、質問があります。一般的にステンレスボルトは低強度ボルトで、35CrMo合金鋼製のボルトは高強度ボルトとされています。そして、一般的に強度が高いほど硬度も高くなるので、合金鋼の硬度の方がステンレスよりも高いということでしょうか？ 一般的なバルブのバルブシャフトには13Crが使用されており、これはマルテンサイト系ステンレス鋼です。バルブシャフトには高い硬度が求められるため、その硬度は合金鋼よりも高いのでしょうか？ また、材料の硬さは炭素含有量にも関係しています。ということは、炭素鋼の方がステンレス鋼よりも硬いということでしょうか？もしそうなら、バルブロッドになぜ炭素鋼を使わないのでしょうか？
腐食防止、コスト、長期間使用しない場合の錆の問題も総合的に考慮する必要がある
では、いくつかの材料の硬さについてはどうでしょうか？炭素鋼＞合金鋼＞ステンレス鋼？
一概には言えず、ステンレスの炭素含有量にも差があり、バルブシャフトでは腐食の問題を考慮する必要がある
バルブシャフトには強度だけでなく、靭性と耐食性も求められるため、一般的には表面窒化処理を施したステンレス鋼が使用されます。これにより、強度と靭性、そして耐食性の両方の利点を兼ね備えることができます。
つまり、硬度だけでなく腐食も考慮しなければならないということですが、それでもこれらの材質の強度と硬度のおおよその順序を教えていただきたいのですが
以上を踏まえて補足すると、バルブロッドには明杆タイプのものもあり、媒体に接する可能性があるものもあります。耐摩耗性だけでなく耐食性も考慮されます。硬度については一概には言えず、硬度はほとんどが材料自体の化学組成、熱処理状態、結晶構造によって決まります。
硬度に関する問題には、ほぼ答えが出ました。まずボルトについてですが、炭素鋼製のボルトは低強度ボルトに分類され、ステンレス鋼製のものは中強度ボルト、合金鋼製のものは高強度ボルトに分類されます。詳細については、ASME B16.5に記載されているボルトに関する説明を参照してください。 また、バルブシャフトに13Crを選択するのは、腐食問題を考慮したためです。 また、炭素鋼の炭素含有量はステンレス鋼よりも高いものの、必ずしも硬度が高いわけではなく、例えば20号鋼の管は304の管よりも硬度が低い。