SCM421を使って機械部品の設計をするために必要な情報をまとめました。
化学成分や機械的性質、熱処理や物理的性質など、JIS規格の要点を整理しました。
SCM421とは
SCM421は、浸炭焼入れを行って使用されるクロムモリブデン鋼です。
SCM420とは成分がほとんど同じで、同様に使用できます。
SCM421の関連規格
SCM421は下記のJIS規格で規定されています。
| 規格番号 | 規格名称 | 概要 |
|---|---|---|
| JIS G4053 | 機械構造用合金鋼鋼材 | 成分、寸法などを規定 |
| JIS G3441 | 機械構造用合金鋼鋼管 | 記号：SCM421TK 鋼管の成分、寸法などを規定 |
SCM421の化学成分
JISで規定された、SCM421の化学成分は下記のとおりです。
SCM421の化学成分[％]
| C | Si | Mn | P | S |
|---|---|---|---|---|
| 0.17 ～ 0.23 | 0.15 ～ 0.35 | 0.70 ～ 1.00 | ≦ 0.030 | ≦ 0.030 |
| Ni | Cr | Mo | Cu |
|---|---|---|---|
| ≦ 0.25 | 0.90 ～ 1.20 | 0.15 ～ 0.25 | ≦ 0.30 |
炭素当量
SCM421の炭素当量は、以下のとおりです。
0.51～0.72
炭素当量は、溶接の熱影響部の脆さを炭素量に換算した数値で示した値です。
この数値が0.44％以上になると溶接割れを起こしやすくなります。
SCM421の機械的性質
下記の機械的性質は、旧JISに乗っていた、SCM421の参考値です。熱処理条件や質量効果などにより大きく変化しますので、あくまで参考に留めてください。
SCM421の機械的性質
| 熱処理 | 降伏点 MPa |
引張強さ MPa |
伸び % |
絞り % |
シャルピー衝撃値 J/cm2 |
硬度 HB |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 焼入れ焼戻し | – | 980以上 | 14以上 | 35以上 | 59以上 | 285～375 |
SCM421の熱処理（焼入れ・調質）
SCM421のJISに規定された基本的な熱処理条件は下記の通りです。
必ずしもこの通りである必要はなく、必要な強度や硬さを得るために熱処理条件は変更すべきです。
SCM421の熱処理条件
| 焼ならし | 焼なまし | 焼入れ | 焼戻し |
|---|---|---|---|
| ー | ー | 1次：850～900℃油冷、2次800～850油冷 | 150～200℃空冷 |
SCM421の物理的性質
下記の値は必ずしもSCM421そのものではなく、成分が近い鋼の値となりますので、参考に留めてください。
SCM421の物理的性質
| 物理的性質 | 物性値 |
|---|---|
| 縦弾性係数（ヤング率）[GPa] | 210～214 |
| 横弾性係数[GPa] | 82～83 |
| ポアソン比（常温） | 0.28～0.29 |
| 密度[g/cm3] | 7.81～7.82 |
| 比重 | 7.81～7.82 |
SCM421の使い方と注意事項
最後にSCM421材を機械部品に使用する際の一般的な注意事項を挙げます。
浸炭で高温焼戻しするケース
浸炭焼入れといえば、200℃程度の低温焼戻しが普通です。
でも、600℃で焼戻ししするケースもあります。
全体の強度はさほど必要なく、ねばりがほしい。多少の変形に耐えるようにしたい。
だけど、部分的にHRC60程度までカチンコチンにしたい。
というような場合、浸炭後、高温焼戻ししてから、更に高周波焼入れする方法があります。
HRC60以上にあげるのは、中炭素鋼では難しいので、この方法もご検討ください。
