金属材料
水による腐食
水による鋼の腐食は、水に溶けている溶存酸素によって進みます。しかし、大気から供給されるその濃度は、常温で8～10ppmと非常に低いので、水中を拡散してくる溶存酸素の鋼表面への供給が腐食の速さを決めています。 鋼の表面に付着物が存在しなければ...
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大気腐食
金属の大気中での腐食は、金属の表面に付着する水と、空気中の酸素によって起きます。この場合、水中での腐食と違って、酸素が十分にあるのに対して、水の供給が限られるという特徴があります。大気中での金属表面への水の供給は、降雨、空気中の湿分の結露に...
タグ：腐食・防食
腐食疲労
腐食環境におかれた金属に、繰り返し応力を加えたときに起こる破壊現象で、応力腐食割れと同様に、応力または腐食の単独の作用では起きません。両者の共同作用で、はじめて破壊現象を起こします。 金属の疲労とは何かを考えてみましょう。いま、一本の針金を...
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耐食鋼材の特性
プラスチック射出成形用金型は、樹脂から発生する揮発性・腐食性の化学成分や、空気中の水分がキャビティの表面に付着して酸化鉄（錆び）を招く可能性が高いです。キャビティの表面に錆びが発生してしまうと、それを除去するために磨いたり酸で拭いたりすると...
水素脆性割れ
これは、金属が水素を吸蔵することによって起こる割れです。 いま鉄が水素ガスを発生しながら溶解するような腐食反応を考えてみると、次の化学式のように鉄は、水素イオンによって酸化されて、水素ガスになる酸化還元反応であります。 Fe + 2H+ →...
応力腐食割れ
金属の引っ張り試験のように、金属試験片の両端を引っ張るとやがて破断します。これを引っ張り強さといいますが、ある環境中において、この引っ張り強さ以下の応力でも、それが加わった状態が持続すると、やがて金属に割れが生じます。この腐食現象を応力腐食...
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アルミニウム合金の表面硬化
アルミニウム合金は、アルミニウムを主要な素材とし、亜鉛、銅、珪素等の元素とによって組成されている軽合金です。プラスチック射出成形金型では、簡易金型、ハイサイクル成形金型、ブロー成形用金型、真空成形用金型、鋳造模型などに利用されています。 ア...
粒界腐食
一般の金属は、多くの結晶が集まってできています。結晶粒子と結晶粒子が接する境界にあたる面を結晶粒界（略して粒界）といいます。数多い結晶粒子内では、それぞれ原子が整然と並んでいますが、隣接する結晶粒子とは原子の配列の方向が違います。したがって...
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すき間腐食
すき間腐食は、鉄鋼その他各種金属に生じますが、ステンレス鋼、アルミニウム合金、チタンなど不動態皮膜を形成する金属にも生じます。 金属材料を使った構築物は、部材の同じ金属同士の重ね合わせ部、異種金属の重ね合わせ部、金属と非金属との重ね合わせ部...
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孔食
文字通り、孔があいたように、間口の大きさのわりに深い腐食を孔食といいます。これは炭素鋼、低合金鋼、銅合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金などに生じますが、よく知られているのがステンレス鋼やアルミニウム合金などのように、耐食性の高い不動態皮膜...
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通気差腐食
通気差腐食は、水中の酸素濃度の差によって起こる腐食で、通気差電池を形成した環境で、起きる腐食です。 実験例として、【図1】に示すように、素焼きなどの隔膜で仕切られたガラス容器に3％食塩水を満たし、それに研磨した鉄板2枚を電線でつないで、それ...
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異種金属接触腐食
3％の食塩水の中に、各種金属を単独で浸したとします。そのとき、比較電極を浸して、比較電極と浸した金属との電位を測定すると、それぞれ異なった電位を示します。この電位を高い順に並べると、一つの系列ができます。 いま、この系列の中からA、B、2つ...
タグ：腐食・防食
金属の耐食性
各種金属の、各種腐食環境における耐食性を【表1】に示します。金属が腐食環境に溶けるか溶けないかの基本は、腐食反応が熱力学的に進行するか、しないかにあり、進行するとすれば、その速度により腐食の速度も決まります。 鉄が塩酸によって溶ける反応は ...
タグ：腐食・防食
金属の不動態化
金属によっては、【図1】に示した金属の活性化系列（イオン化傾向）の列から判断されるよりは、はるかに化学的安定性の高いものがあります。アルミニウム、ニッケル、チタン、クロム、モリブデンなどであります。これらの金属は決して系列の貴側にあるわけで...
タグ：腐食・防食
局部腐食
局部腐食は、全面腐食と並んで、腐食の形態を示す用語で、文字通り金属が局部的に侵食される腐食をいいます。その原因としては、（1）金属の組成や組織が不均一である。（2）腐食環境が不均一であることなどが考えられています。 金属が不均一の場合の代表...
タグ：腐食・防食
金属の腐食環境と腐食形態
通常、社会的に金属の腐食が問題になるのは、酸やアルカリという厳しい環境ではなく、人間が生存可能な空気中の水分（湿度）、気温、稀に腐食性ガス、浮遊する塵芥や、溶存酸素、消毒用の遊離塩素、Ca・Mgなどの水中含有物質によることが多いのです。 金...
タグ：腐食・防食
金属の腐食・防食
金属の腐食・防食 今回から、金属の腐食・防食について考えてみましょう。 金属は、空気中や水中・地中でよく腐食して漏水・ガス漏れ事故を起したり、公園の遊具などの構築物が倒壊して人身事故を起したりすることはよく知られています。 また、事故に至ら...
タグ：腐食・防食
金とその合金
金は、貴金属の代表的な存在として、装飾品、金貨などに多用されてきました。一方では電気の伝導性が良好であることから、金めっき等をほどこした電極端子などに利用され、半導体やコネクターなどにも大量に使用されています。半導体の封止成形や金属端子のイ...
タグ：材料力学
金属材料の疲れ限度の目安
金属材料は、引張応力や曲げ応力を繰り返して受けることによって、ある繰り返し回数付近で疲労破壊を起こすことが知られています。 プラスチック射出成形金型のキャビティや金型部品もその例外ではなく、応力の繰り返しの累積によって疲労破壊に至る可能性を...
金属材料の強度指標
金属材料を引張試験すると、引っ張る荷重とひずみ変形の間には一定の関係があることが実験的に証明されています。 専門的には、この関係を示す図を「応力ひずみ線図」と呼んでいます。 応力ひずみ線図は、金属材料によって一定であり、この線図から得られる...
タグ：材料力学
延性材料とぜい性材料
プラスチック射出成形金型部品に使用される金属材料は、特殊鋼が大半を占めていますが、鋳鉄、銅合金、アルミニウム合金、超硬合金なども使用されています。 これらの金属材料は、引張強度や曲げ強度、かたさなどの特性がありますが、金型部品の破壊を考える...
特殊用途の金型鋼材
プラスチック射出成形金型に使用される鋼材は、主に30～40種類ぐらいあり、適宜選択して使用されています。 樹脂が特殊な場合や金型部品特性が独特のノウハウを必要とする場合は、鋼材も特殊なものを使用します。 以下に、いくつかの参考事例を紹介しま...
銅と銅合金（LCA：ローコストオートメーションを支える機素材料の基本-20）
銅と銅合金は材料強度が弱いので、 LCA（ローコストオートメーション） の構造部材にはほとんど採用されませんが、鉄やアルミニウム系金属と異なる性質を持っています。LCAに使用される素材の種類は、ほとんどが圧延処理された板材（伸銅品）ですが、...
アルミニウムと使用のポイント（LCA：ローコストオートメーションを支える機素材料の基本-19）
アルミニウムは防食性を有す軽金属材料の代表です（比重は2.7で鉄材の約1／3と軽い）。また、延性が大きい特徴から引抜き工法でアルミフレームを製作したり、合金として強度向上させ構造材にも使用されます。 LCA（ローコストオートメーション） に...
キャビティ鋼材の耐食性
プラスチック射出成形金型のキャビティの耐食性は、鋼材によって左右されます。 成形材料から発生する腐食成分や空気中の水分によって鋼材の表面は酸化が促進され、腐食が進行します。 耐食性の評価は具体的な指標を得るのが難しいのですが、参考となる実験...
鉄系材料の組成と性質（LCA：ローコストオートメーションを支える機素材料の基本-9）
第153回で、鉄系材料は「生む」と「鍛える」の2段階のプロセスで材料性質を制御できると解説しました（【下図】参照）。この回では「生む」プロセスでの材料組成と材料性質の基本的な関係を解説します。 （1）炭素含有率と鉄系材料 鉄系材料は、おおざ...
鉄系材料の分類（LCA：ローコストオートメーションを支える機素材料の基本-8）
産業で使用される金属の90％以上が鉄系材料といえます。その理由は次の特徴が挙げられます。 1. 加工性に優れる・・・・被削性、プレス曲げ・鍛造加工性、溶接加工性など 2. 安価で品質の安定性が高い JIS規格では鉄系材料は次のように分類され...
金属材料と鉄（LCA：ローコストオートメーションを支える機素材料の基本-7）
LCA（ローコストオートメーション） に使用する構造材料のほとんどは金属材料です。それも鉄系材料が主体です。構造材料を除くと、アクチュエータ（電動モータ、エアーシリンダなど）、それらの制御機器や運動伝達要素（タイミングベルト、コンベア）など...
金属材料の材料記号LCA（ローコストオートメーションを支える機素材料の基本-6）
ここでは、JIS鉄系材料を事例に、金属材料の記号の識別方法を解説します。 ■材料記号の識別方法の解説 （参考：手塚、米山著；設計者に必要な材料の基礎知識、日刊工業新聞社） JISの材料記号は材質、素材の形状・種類、用途、引張強さなどが解るよ...
アルミニウム合金の種類と特徴
アルミニウム合金を大別すると、板・棒・管・線・形材などの展伸材、砂型・金型などの鋳物材、ダイキャスト材があります。合金の成分比によって、それらの特徴は異なりますので、JISでは4桁の数字でそれを表しています * 。合金系を千番台の数字で、そ...
防食めっき皮膜の特性
防食めっきのもつ特性は、次の通りです。防食めっきは殆ど「単層めっき」です。 めっき皮膜 装飾性 防食性 耐磨耗性 その他の特性 亜鉛Zn ○ ◎ 低磨耗係数、二次加工性、接着性 亜鉛-ニッケル合金 ◎ 高耐食性 亜鉛-鉄合金 ◎ 高耐食性 ...
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