知っておくべきステンレス鋼の8つの機械的特性

1.降伏強度

(機械記号σ0.2、略号YS）

σ0.2=P0.2/F0

• P0.2 - 塑性変形0.2%の引張試験片が負担する荷重
• F0 - 引張試験片の元の断面積

低い 降伏強度 材料の特性とは、降伏しやすいこと、成形後の跳ね返りが少ないこと、型にはめて成形中の形状を維持するのに有利な特性を持つことを意味する。

2.引張強さ

(機械記号σb、略号TS）

σb=Pb/F0

• Pb - 引張試験片が破壊前に負担する最大荷重
• F0 - 引張試験片の元の断面積

材料の引張強度が高いということは、変形中に壊れにくいということであり、塑性変形を受けるのに適している。

3.収率

(σ0.2/σb)

降伏強度比は、プレス加工時の材料の成形性に大きな影響を与える。

降伏強度比が低い場合、降伏から破断に至る塑性変形の段階は、塑性変形が大きくなる。 板金 が長くなり、成形中の破断のリスクが減り、スタンピングが容易になる。

一般的に、降伏強度比が低ければ低いほど、様々な条件下でのシートメタルの耐クラック性が向上する。 成形工程.

表：一般的な銘柄の歩留まり ステンレス素材

4.伸長

(機械記号、英語略号EL）

伸びとは、材料が塑性変形してから破断するまでに増加する長さの合計の、元の長さに対する比率を指す。次の式で表される：

• δ-材料の伸び（%）；
• L-引き剥がしたときの試料の長さ（mm）；
• L0 - 引張前の試験片の長さ（mm）。

材料の伸びが高いということは、より大きな塑性変形が可能で、耐クラック性に優れ、延伸に有利であることを意味する、 フランジングと膨らんでいる。

通常、材料のフランジング係数とバルジング特性（エリクソン値）は、その伸びに正比例する。

5.ひずみ硬化指数 (n)

ひずみ硬化指数は「n値」とも呼ばれ、材料の冷間加工硬化を反映し、プレス加工時の成形性に影響を与えます。

高いひずみ硬化指数は、材料が強い局所ひずみ能力を持ち、局所的な減肉を効果的に防止できることを示す。つまり、不安定限界ひずみを増加させると、より均一な変形分布となり、成形中の材料の全体的な成形限界は高くなる。

6.オーステナイト平衡係数 (A)

A(BAL) = 30(C+N)+0.5Mn+Ni-1.3Cr+11.8

の安定性 オーステナイト は "A値 "で示される。A値が小さいほど、オーステナイトの安定性が低いことを意味する。

鋼材の組織は、冷間加工や熱間加工によって変化しやすく、機械的特性に影響を与える可能性がある。

Ni、Mn、C、Nは、その形成と安定化を助ける一般的な元素である。 オーステナイト 特にNiである。これらの元素の含有量が増加すると、オーステナイト平衡係数が増加し、オーステナイト組織がより安定する。

Cr、Mo、Si、Ti、Nbは、フェライト組織の形成と安定化を助ける元素である。Cr含有量の増加は、オーステナイト平衡係数を低下させる。

SUS304ステンレス鋼 は、独自の安定性を持つ純粋なオーステナイト組織である。冷間加工後は、オーステナイト組織の一部が以下のように変化して硬くなる。 マルテンサイト冷間加工誘起マルテンサイトとして知られている。

オーステナイト系ステンレス鋼は、バランス係数が小さいため、マルテンサイト変態を起こしやすく、さらに変態が進みやすい。 マルテンサイト生成 冷間加工中に、高度の冷間加工硬化が生じる。

7.冷間加工によるマルテンサイト変態点 Md (30/50)

Md(30/50)= 551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29(Ni+Cu)-18.5Mo

マルテンサイト変態点（Md(30/50)）とは、冷間変形により30%の真ひずみを受けた後、50%の材料がマルテンサイト変態を起こす温度である。マルテンサイト変態点 合金元素 オーステナイト系ステンレ ス鋼では、マルテンサイト変態点が低い。

マルテンサイト変態点が低いオーステナイト系ステン レス鋼は、冷間加工中にマルテンサイトが誘起 されにくく、冷間加工硬化の程度が低い。

ステンレス鋼の冷間加工硬化は、転位の増加による加工硬化と、構造変態(オーステナイトからマルテンサイトへ)による加工硬化の2つの要因によって引き起こされる。

SUS430鋼は変形中に構造変化を起こさず、冷間加工硬化は転位の増加のみによって起こる。

一方、SUS304鋼の冷間加工硬化は、主にオーステナイトからマルテンサイトへの変態によるもので、転位の増加による寄与は小さい。このため、オーステナイト系ステンレス鋼の冷間加工硬化は、SUS304鋼のそれよりも顕著である。 フェライト系ステンレス鋼.

Ni含有量は、オーステナイト系ステンレス鋼 のマルテンサイト変態点に大きな影響を与える。Ni含有量の増加は、マルテンサイト変態点の 低下と冷間加工硬化の度合いの低下につながる。

8.粒度（N）

粒度の物理的な意味は、以下の式で理解できる：

ξ=2N+3

• ξ-断面積1平方ミリメートルあたりの粒数；
• N粒度。

粒度Nが高いほど、単位断面積当たりの粒数が多く、粒度が細かくなる。その結果、材料の強度が高くなり、伸びも良くなる。

N>5（256粒/mm）の鋼は細粒鋼とみなされる。

大きな粒径は材料の塑性ひずみ比（R）を増加させるが、降伏強度比と伸びも減少させる。

しかし、結晶粒が大きいと、シートメタルの表面に異なる方向が存在する可能性があり、不均等な変形を引き起こし、材料表面に「オレンジピール」効果を引き起こす。

粒度を細かくすることでオレンジピールの発生を抑えることができるが、粒度が細かすぎると塑性ひずみ率が低下し、降伏強度比や伸びが大きくなって成形に不利になる。