号数 ばね論文集35(1990)
ページ数 pp. 1−7
種類 論文
論文名 自動車用ばね鋼の疲労強度に及ぼす介在物の影響
Title Effects of Inclusions on Fatigue Strength of a Suspension Spring Steel
著者 村上 敬宣1) ・ 川上 勝己2) ・ 斎藤 誠3)
Author Yukitaka MURAKAMI1)・Katsumi KAWAKAMI2)・Makoto SAITO3)
抄録 高強度鋼の疲労限度は硬さの増加に伴い、硬さとの比例関係を失いばらつきも大きくなる。ばね鋼はこのような疲労特性を示す典型的な材料である。高強度鋼の疲労破壊の起点はすべり帯や粒界き裂ではなく、一般に材料中に含まれる非金属介在物である。この論文は、非金属介在物と基地の硬さが疲労強度に与える影響を破壊力学により考察し、高強度鋼の疲労強度の予測式を提案したものである。疲労強度を支配する介在物の決定的な幾何的パラメータはその介在物を最大応力方向へ投影した面積の平方根(ν area)であり、決定的な基地組織のパラメータはビッカース硬さHvである。この予測方法を自動車用ばね鋼(SUP12)の疲労限度の評価に適用した結果、介在物の影響による疲労強度の低下の予測値が実験結果とよい一致を示した。
Abstract The fatigue limit of high strength steels dose not increase linearly with hardness, and moreover the scatter of the fatigue limit is very large. Spring steels are a typical material which shows such kinds of fatigue characteristics. The fatigue fracture origin of high strength steels is not slip band cracks or grain boundary cracks but usually nonmetallic inclusions contained in the materials. In the paper, the combined effects of nonmetallic inclusions with the hardness of a matrix on fatigue strength is considered by the fracture mechanics and an equation to predict quantitatively the fatigue strength of high strength steels is proposed. The crucial geometrical parameter of inclusions which controls fatigue strength is the square root of the area (ν area) of the inclusion projected onto a plane perpendicular to the direction of the maximum tensile stress and the crucial material parameter is the Vickers hardness (Hv). The prediction method is applied to evaluate the fatigue limit of an automobile suspension steel (SUP12) and it is shown that the predictions of the fatigue strength reduction caused by inclusions are in good agreement with the experimental results.
著者の所属 1)九州大学工学部 2)九州大学大学院 3)大同特殊鋼(株)
Belonging 1)Faculty of Engineering, Kyushu University 2)Graduate Student Kyushu University 3)Daido Tokushukou Co. Ltd.,
Key Words