下記の性質をもつ物質。
主な金属
Tungsten Inert Gas. タングステン電極と不活性ガスを用いた溶接。 タングステンは電極として機能、溶接棒は別のものをアーク中で溶融させる。
融点が高いタングステンを用いることにより薄板から厚板まで幅広く溶接できる。 様々な金属に対応し、溶接品質も良い。
基本的に手動の溶接となるため作業には熟練が必要。 また不活性ガスが高価なためコストがかかる。
母材の溶接箇所と溶接棒の間に交流または直流のアークを発生させ 熱により溶け出した溶鋼で溶着する溶接。
被覆アーク溶接
被覆付の金属製溶接棒を電極として用いる溶接。
最も広く普及している。シールドガスは不要。非鉄金属の溶接も可能。
急熱、急冷によるひずみが発生しやすい。 またフラックスが湿気ると溶接に不具合が出ることがある。
炭酸ガスアーク溶接
シールドに炭酸ガスを用いる溶接。非鉄金属は溶接できない。
アークが細いため溶け込みが深くなる。
TIG溶接と比べると火花が多く、溶接外観が悪くなりやすい。
力を材料の断面積で割った値。 1mm2あたり1Nを単位とし、MPaであらわす。
ingot. 金属材料を溶製後、加工前に一定の単純なかたちに鋳造したかたまりのこと。
金属表面に金属単結晶が自然成長する現象。 スズメッキ、亜鉛メッキでみられる。
電子回路や接続部で発生すると故障の要因となる。
結晶成長温度以下で金属を叩いたり延ばす処理。 硬さが増し、延びにくくなる。 加工により結晶の中に多くの欠陥が発生し、 これらがからみあって滑りを起こさないようになるため加工硬化が起こる。
加工硬化した金属を更に加工し続けると割れが生じて破壊される。
加工硬化した金属を加熱すると再結晶化がおこなわれ性質が加工前に戻る(回復)。
大きな加工硬化は冷間加工で起こる。
金属が伸び縮み等による数千回の変形を繰り返した結果破断すること。
世界最初のジェット旅客機「コメット」の事故(1954年)により広く知られるようになった。 1985年の日航ジャンボ機の御巣鷹山墜落事故の原因も、 客室後部の圧力隔壁が金属疲労で破断したためと考えられている
電気亜鉛めっき後、クロム酸等に浸すことに薄い皮膜を形成する処理。
金属がそれを取り囲む環境物質との間で化学反応を起こし、 その結果表面にできるもの。 錆びた金属は光沢を失い、電気を通さなくなり、もろくなる。
湿気の多い場所で発生しやすい。酸性の水だと進行が早くなる。 海水は溶け込んでいる塩素イオン(CL-)の活性が高いため、腐食を早める。
金属を錆びないようにするためには下記の方法がとられる。
複合金属材料。 金属の炭化物、ホウ化物、窒化物、酸化物等のセラミックを 金属バインダーで結合してつくられる。 粉末冶金法が用いられる。
析出硬化とも。 固溶化熱処理化された合金が本来の安定な状態に戻ろうとして ところどころ析出する現象。 これにより結晶が滑りにくくかつ硬くなる。
水素を吸蔵、放出できる合金。
鋼材中に水素が吸収されもろくなる現象。 原因ははっきりしていない。
入り込んだ水素はベイキング処理(200度程度で加熱保持する熱処理)により ある程度放出できるが、条件によっては放出しにくいことがある。
物体に力を加えたときに生じた変形が力を取り去っても元に戻らない性質。
鋳造品の一種。
アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅等の合金を 金型内に高温、高圧で圧入して成型する。
自動車部品への採用が多い。
炭化物合金。日本での商標名。 炭化タングステンとコバルト等の粉末を焼結してつくられる。 硬度はダイヤモンドに次ぐ。 アメリカではカーボロイ、ドイツではウィディアと呼ばれる。
物体に力を加えたときに生じた変形が力を取り去ると元に戻る性質。
超硬合金。 硬質金属炭化物の粉末を焼結してつくられる合金。
金属よりもセラミックスに近い性質をもつ。
導体の温度を下げていくと急に電気抵抗がなくなる現象のこと。 実際は格子の乱れや不純物等の影響で若干の抵抗が残る。
金属溶接材を電極ではさみ 加圧しながら電流を流し、ジュール熱で溶接する方法。 溶接棒は使用しない。
ステンレス材でおこなわれる。
テルミット反応
テルミットにより起こる反応のこと。
金属粉末が酸化物の酸素を奪って燃焼し、酸化物は還元され溶融金属になる。
テルミット
ドイツのゴルトシュミットが1899年に発明した還元剤。
酸化鉄粉とアルミニウム粉の混合剤。
電解溶液中で材料を陰極として通電し、表面にめっき金属を析出させるもの。 溶融亜鉛メッキと比べると層が薄く、クロメート処理が併用される。
加熱、冷却により鋼等の金属の性質を変化させること。
焼き戻し
焼きいれしたあと変態点以下の温度まで加熱し冷却する。
鋼の粘り強さが増す。
金属を高温加熱すると結晶物が肥大化して亀裂を生じやすくなるため、
元の細かさに戻すために行う。
焼きなまし
加熱したあと徐々に冷却して結晶組織を調整し加工しやすいようにやわらかくする。
焼きならし
加熱したあと空冷し硬くて粘り強い性質にする。
焼きなましより冷却スピードがやや速い。
摩擦や衝撃等で火花を生じる合金。 主成分はセリウム。
比率で表した変形。単位はなし。 元の寸法の%であらわすか、またはそのまま小数であらわす。
加工用の機械。 回転する主軸にフライスという刃物がついており、固定した素材を削って加工する。
鉄板の表面をスズで被覆したもの。 溶融、電着等によりつくられる。 スズがはげた部分は鉄だけのときより早く腐食が進む。
毒性がないため食品や石油の缶に使われる。
弾性係数の一つ。 物体を引き伸ばしたときに発生する 「加えた力に垂直な方向の縮み」を「力の方向の伸び」で除した値のこと。
1826年にフランスのポアソンが導入した。
値は全ての弾性体は0.5より小さい。金属では通常0.3前後。
フライス加工機の一種。 上下、左右、前後の3軸で加工できる。 回転軸を加えた5軸のものもある。
またATC(自動工具交換装置)がつけられている。
日本語で漢字では鍍金と書く。 表面を元の金属よりイオン化傾向の大きい金属で浸す。 表面の金属が先に腐食するため、この金属がなくなるまで元の金属は腐食しない。
電気メッキは直流電流を利用して下記のようにおこなわれる。
熱処理の一つ。 金属を変態点以上に加熱したあと水や油等で急冷させる。 強さと硬さが増す。
油は焼入油が使われる。
応力(MPa)をそのときのひずみ(小数)で割ったもののこと。 金属の種類により決まっている。ヤングは人名。 ヤング率を用いるとひずみか応力のどちらかが分かれば他方を計算できる。
光沢クロメート処理のこと。
鋼材を接合する方法の一つ。 建築(S造)、各種機械に用いられる。
どぶ漬けとも呼ばれる。 規格はJIS H 8614。 高温で溶かした亜鉛に鋼材を浸し、表面に亜鉛皮膜を施す処理。 亜鉛と鉄が融合するため耐食性が高い。
金型を使用し、常温で一定以上の力を加えて成型する加工法。 ねじの加工に用いられる。
材料のロスが少なく、加工精度が高い。大量生産が可能。
金型にコストがかかるため小ロットには向かない。 大きなサイズの加工には手間がかかる。
再結晶温度より低い温度で行う加工のこと。 高精度が要求される場合に有効。 加工硬化が起こる。
鉄材の接合方法の一つ。 母材を溶かさず、毛細管現象により母材の隙間にロウを流し込んで 接合する。