1.18CrNiMo7-6 は低合金高張力鋼で、特に高強度と耐摩耗性が必要なトランスミッション ギアやシャフト部品の製造に適しています。この種の鋼は、主にその優れた機械的特性と加工特性により、鉄道列車の歯車の製造に広く使用されています。 EN 10084 によると、18CrNiMo7-6 は優れた化学組成と機械的特性を備えており、鉄道列車の歯車の製造に理想的な材料となっています。
2. 化学組成
18CrNiMo7-6 の化学組成は、次のように EN 10084 に準拠しています。
これらの化学成分の選択と割合は、18CrNiMo7-6 の性能にとって重要です。これらの成分が材料の特性にどのような影響を与えるか、また鉄道車両の歯車にとってこれらの成分が特に重要である理由については、以下で詳しく説明します。
1. カーボン(C)
炭素は鋼の最も重要な合金元素の 1 つであり、鋼の硬度と強度に大きな影響を与えます。 18CrNiMo7-6 の炭素含有量は 0.15-0.21% の範囲にあり、良好な硬度と強度を備えています。炭素の増加は一般に鋼の硬度を増加させますが、その可塑性も低下する可能性があります。したがって、18CrNiMo7-6 では、必要な硬度を提供しながら良好な可塑性と靭性が維持されるように、炭素含有量がバランスのとれた範囲に制御されます。
2.シリコン（Si）
シリコンの主な役割は、鋼中の不純物を除去し、鋼の強度と硬度を向上させることです。 18CrNiMo7-6 のシリコン含有量は 0.4% を超えません。これは鋼の脱酸能力を向上させるのに十分ですが、材料の可塑性や加工特性にはあまり影響しません。シリコンの存在は鋼の全体的な安定性に貢献します。
3.マンガン(Mn)
マンガンは鋼の硬度と強度を向上させ、加工性を向上させるのに役立ちます。 18CrNiMo7-6 のマンガン含有量は 0.5-0.9% で、加工中に良好な被削性を示しながら鋼の強度を向上させるのに役立ちます。マンガンの存在は、鋼の耐摩耗性を向上させ、耐荷重能力を向上させるために非常に重要です。
4.リン（P）と硫黄（S）
リンと硫黄は一般に鋼中の有害な不純物であると考えられており、過剰なリンと硫黄は鋼の靭性と可塑性を低下させます。 18CrNiMo7-6 のリンと硫黄の含有量は最大 0.035% の範囲内で厳密に管理されており、材料の靭性と強度に悪影響が及ばないことが保証されています。
5. クロム(Cr)
クロムは鋼の耐摩耗性と硬度を向上させる重要な元素です。 18CrNiMo7-6 のクロム含有量は 1.5-1.8% で、硬化層の形成と鋼の耐酸化性の向上に役立ちます。 18CrNiMo7-6はクロムの添加により歯車製造において優れた耐摩耗性を発揮し、高負荷・高速作業環境下でも安定した性能を維持します。
6・モリブデン(Mo)
モリブデンの役割は、鋼の硬度と耐摩耗性をさらに向上させ、鋼の焼き入れ性を向上させることです。 18CrNiMo7-6 のモリブデン含有量は 0.25-0.35% であり、この含有量は焼入れプロセス中に均一な硬度分布を形成するのに役立ち、高負荷下でも歯車の安定した性能を確保します。 。
7.ニッケル(Ni)
ニッケルを添加すると鋼の靭性と強度が向上します。 18CrNiMo7-6のニッケル含有量は1.4-1.7%であり、衝撃荷重を受けたときに材料が優れた靭性を示し、脆性破壊を防ぎます。ニッケルは鋼の耐摩耗性と耐衝撃性も高めます。 8. 酸素 (O2) および水素 (H2) 不純物の含有量は非常に低いレベルに制御されており、鋼の純度を維持し、不純物による性能低下を回避します。酸素と水素の含有量は鋼の機械的特性に一定の影響を及ぼし、含有量が低いほど鋼の脆性が軽減され、信頼性が向上します。
8.酸素（O2）と水素（H2）の含有量
不純物は非常に低いレベルで管理されているため、鋼の純度が維持され、不純物による性能低下が回避されます。酸素と水素の含有量は鋼の機械的特性に一定の影響を及ぼし、含有量が低いほど鋼の脆性が軽減され、信頼性が向上します。
3.機械的性質
EN 10084 によると、18CrNiMo7-6 には次の機械的特性があります。
引張強さ：1080MPa以上。引張強さは、材料の引張試験において耐えられる最大応力であり、材料の強度を評価する重要な指標です。鉄道列車の歯車では、この高い強度により、歯車が破損したり変形したりすることなく、高負荷の動作環境での応力に耐えることができます。
降伏強度: 785 MPa。降伏強度は、材料の永久変形開始時の応力値であり、材料の強度限界を反映しています。降伏強度が高いということは、材料が高荷重下でもその形状と機能を維持でき、変形による劣化を回避できることを示しています。
伸び(A5)：8%以上。伸びは材料の塑性を測る重要な指標であり、引張試験における材料の伸びの程度を示します。伸びが高いということは、材料が外力を受けたときに脆性破壊を起こすことなく適度に変形できることを意味しており、これはギアの使用の安全性にとって不可欠です。
断面収縮率（Z）：35％以上。断面収縮は材料の塑性変形能力を反映しており、断面収縮が大きいほど材料が優れた靭性と耐衝撃性を備えていることを示します。これは鉄道車両の運行中に発生する衝撃や振動に耐えるために必要です。
これらの機械的特性により、18CrNiMo7-6 は高負荷および高速作業環境で優れた性能を発揮し、鉄道車両の歯車の強度、靱性、耐摩耗性の要件を満たすことができます。第四に、鉄道車両のギアに 18CrNiMo7-6 を選択する理由
4. 鉄道車両のギアに 18CrNiMo7-6 を選択する理由
1. 高い強度と耐摩耗性 18CrNiMo7-6は、高い強度と耐摩耗性を備えているため、歯車の製造に広く使用されています。クロム、モリブデン、ニッケルなどの主な合金元素は、適切な熱処理プロセス（浸炭処理など）を通じて歯車の表面に硬化層を形成し、歯車の表面硬度と耐摩耗性を大幅に向上させます。 。 ISO 6336 によれば、高硬度のギア表面は摩擦と摩耗を効果的に低減し、ギアの耐用年数を延長します。具体的には、浸炭処理により歯車の表面に硬化層が形成され、その硬度はHRC58-62に達しますが、コア部分は比較的低い硬度を維持して靱性と耐荷重性を確保します。この硬化層は、高負荷および高速下での摩耗に効果的に抵抗し、ギアの摩耗と交換頻度を減らし、運転効率を向上させます。
2. 良好な焼入性 18CrNiMo7-6は優れた焼入性を有しており、焼入れ時に均一な硬さを維持できます。この特性により、高負荷時でも安定した性能を維持します。 ASTM A255 規格によると、焼入性試験はさまざまな深さでの材料の硬度分布を評価できます。18CrNiMo7-6 の場合、その優れた焼入性により、歯車全体の厚さの範囲で理想的な硬度が得られ、歯車の損傷を防ぐことができます。局所的な硬さの不均一によるギアの破損。
3. 高い靭性 18CrNiMo7-6 は高い靭性により、脆性破壊を起こすことなく大きな衝撃荷重に耐えることができます。 ISO 148 によれば、靭性試験は衝撃試験における材料の性能を評価します。 18CrNiMo7-6は伸び率と断面収縮率が高く、適度な変形の衝撃にも破損することなく耐えることができます。これは実際に使用される鉄道車両の歯車にとって、線路や車輪からの衝撃に耐えるという点で特に重要です。 。
4. 優れた加工性能 焼入れ後の18CrNiMo7-6は硬度が高くなりますが、加工性能は良好です。特に研削工程では、材料の被削性が歯車の製造精度と一貫性に直接影響します。優れた加工性能により、生産工程における無駄や加工の困難さが軽減され、歯車の高精度と安定性が確保され、生産効率が向上します。
5. 標準化要件 18CrNiMo7-6 は EN に準拠
10084 規格は、メーカーに品質とパフォーマンスの明確なベンチマークを提供します。標準化要件により、生産プロセスの安定性が保証され、製品の一貫性と信頼性の維持に役立ちます。この標準化により、18CrNiMo7-6は世界で高い認知度と応用性を持ち、鉄道列車の安全で安定した運行を確実に保証します。