JP5597964B2 - Hardness distribution calculation method for carburized parts - Google Patents
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Description
本発明は、浸炭焼入れシミュレーション結果に基づく浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法の技術に関する。 The present invention relates to a technique of a hardness distribution calculating method for carburized and quenched parts based on a carburizing and quenching simulation result.
従来、浸炭焼入れを施す部品（以下、浸炭焼入れ部品と呼ぶ）について、浸炭焼入れ部品の硬度分布が、浸炭焼入れ条件に応じてどのように変化するかを浸炭焼入れ部品の設計段階で解析（シミュレーション）して、解析結果に基づいて浸炭焼入れ条件を決定することによって、浸炭焼入れ後の浸炭焼入れ部品の硬度を確実に確保するようにしている。 Conventionally, for parts subjected to carburizing and quenching (hereinafter referred to as carburizing and quenching parts), analysis of how the hardness distribution of carburizing and quenching parts changes depending on the carburizing and quenching conditions (simulation) Then, by determining the carburizing and quenching conditions based on the analysis results, the hardness of the carburized and quenched parts after carburizing and quenching is ensured.
浸炭焼入れ部品の硬度分布を解析するための方法としては、例えば、市販の解析ソフトウェアを用いた浸炭焼入れ部品に対する熱処理シミュレーション（以下、浸炭焼入れシミュレーションと呼ぶ）が行われている。このような浸炭焼入れシミュレーションでは、浸炭焼入れ（熱処理）過程において浸炭焼入れ部品に生じる温度変化、炭素の拡散、組織の変化、力学的挙動等の相互作用を伴う複雑な現象を再現することができる。 As a method for analyzing the hardness distribution of the carburized and quenched parts, for example, a heat treatment simulation (hereinafter referred to as carburizing and quenching simulation) is performed on the carburized and quenched parts using commercially available analysis software. In such a carburizing and quenching simulation, it is possible to reproduce a complicated phenomenon involving interactions such as temperature change, carbon diffusion, structural change, and mechanical behavior that occur in the carburized and quenched parts during the carburizing and quenching (heat treatment) process.
そして、浸炭焼入れシミュレーションによる解析結果から、浸炭焼入れ条件に応じた炭素濃度（以下、Ｃ％と記載する）およびマルテンサイト体積分率（以下、Ｍ％と記載する）を算出するとともに、Ｃ％とＭ％の相関を表す式（相関式）から、浸炭焼入れ条件に応じた浸炭焼入れ部品の硬度（硬度分布）を算出する硬度算出方法が、本出願と同一の出願人により出願され提案されている。 And from the analysis result by carburizing quenching simulation, while calculating carbon concentration (henceforth C%) and martensite volume fraction (henceforth M%) according to carburizing quenching conditions, A hardness calculation method for calculating the hardness (hardness distribution) of a carburized and hardened part according to carburizing and quenching conditions from an expression (correlation formula) representing M% correlation has been filed and proposed by the same applicant as the present application. .
しかしながら、Ｃ％とＭ％の相関式を用いた硬度算出方法により算出した硬度分布は、実測値と一致しない場合が多かった。このため従来は、計算値と実測値が一致するように、解析条件（浸炭焼入れ条件）の変更・調整を行って最終的な硬度分布を算出する必要があり、実測値の計測作業や浸炭焼入れ条件の変更・調整作業に時間を要していた。 However, the hardness distribution calculated by the hardness calculation method using the correlation formula of C% and M% often does not match the actual measurement value. For this reason, conventionally, it is necessary to calculate and calculate the final hardness distribution by changing / adjusting the analysis conditions (carburizing and quenching conditions) so that the calculated values and measured values match. It took time to change and adjust the conditions.
ここで、硬度分布の計算値と実測値が一致しない要因は、従来用いていたＣ％とＭ％の相関式では、浸炭焼入れ部品の素材における焼入れ性が添加元素の含有量に応じて変化することが考慮されていないことに起因していた。つまり、従来の硬度算出方法による算出結果では、浸炭焼入れ部品に所望する硬度が確保できるか否かについて、素材（金属材料）における添加元素がばらついた場合には精度良く判断することができなかった。 Here, the reason why the calculated value of the hardness distribution and the measured value do not coincide is that the hardenability in the material of the carburized and hardened part changes according to the content of the additive element in the conventionally used correlation equation of C% and M%. It was due to not being taken into account. In other words, in the calculation result obtained by the conventional hardness calculation method, whether or not the desired hardness can be ensured for the carburized and quenched parts cannot be accurately determined when the additive element in the material (metal material) varies. .
素材（金属材料）の焼入れ性は、所謂ジョミニー試験（「鋼の焼入性試験方法（一端焼入方法）」（ＪＩＳＧ０５６１））により求められるジョミニー曲線で表されることが知られている。ここでいう、ジョミニー曲線とは、焼入れ端からの距離と硬度との関係を表した曲線であり、任意の焼入れ端からの距離におけるジョミニー曲線上の値（硬度）をジョミニー値と呼ぶ。また、ジョミニー曲線は、実験式を用いる実験式法や、その他にも加算法、理想臨界直径法等の手法によって算出することも可能である。 It is known that the hardenability of a material (metal material) is represented by a Jominy curve determined by a so-called Jominy test (“Steel Hardenability Test Method (One-End Quenching Method)” (JISG 0561)). Here, the Jominy curve is a curve representing the relationship between the distance from the quenching end and the hardness, and the value (hardness) on the Jominy curve at a distance from the quenching end is called the Jominy value. The Jominy curve can also be calculated by an empirical formula method using an empirical formula, and other methods such as an addition method and an ideal critical diameter method.
ジョミニー曲線を活用した従来技術としては、鋼の溶製技術において、所望する焼入れ性を有する鋼を得るために、精練後の溶鋼をとりべから採取し、出鋼前の溶鋼の成分分析を行うことによってジョミニー曲線を予測する技術が提案されており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
In order to obtain steel with the desired hardenability in the steel melting technology, the conventional technique using Jominy curves is to collect the molten steel after scouring from a ladle and perform component analysis of the molten steel before steel is released. A technique for predicting a Jominy curve has been proposed. For example, the technique is disclosed in
特許文献１に開示されている従来技術によれば、ジョミニー曲線が規格範囲内である鋼を容易に得ることができるとともに、分析のための無駄な出鋼を抑えて、歩留まり向上を図ることができる。
According to the prior art disclosed in
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術では、浸炭焼入れ後の硬度分布を算出するための方法については何ら示されておらず、浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果に焼入れ性の概念を導入することによって、精度良く浸炭焼入れ部品の硬度分布を算出する方法は未だ確立されていない状況であった。
However, in the prior art disclosed in
本発明は、係る現状の課題を鑑みてなされたものであり、硬度分布の実測作業や実測値に対する浸炭焼入れ条件の合わせ込み作業を省略して、浸炭焼入れ部品の硬度分布の算出に要する時間を短縮するとともに、浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果に焼入れ性を考慮することによって、素材における添加元素の含有量がばらついた場合でも、容易に精度良く浸炭焼入れ部品の硬度分布を算出できる浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the current problem, and omits the work of measuring the hardness distribution and the adjustment work of the carburizing and quenching conditions with respect to the measured value, and the time required for calculating the hardness distribution of the carburized and quenched parts. Carburization that can calculate the hardness distribution of carburized and hardened parts easily and accurately even when the content of additive elements varies in the material by considering the hardenability in the analysis results of carburizing and quenching simulation for carburized and hardened parts. It aims at providing the hardness distribution calculation method of hardened parts.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項１においては、浸炭焼入れ部品を形成する金属素材における添加元素の成分割合から理論上求められる前記浸炭焼入れ部品に対するジョミニー曲線である理論ジョミニー曲線を、所定の炭素濃度において算出する工程と、前記所定の炭素濃度において算出した前記理論ジョミニー曲線を補正した補正ジョミニー曲線を算出する工程と、前記所定の炭素濃度において算出した前記補正ジョミニー曲線と、前記浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布と冷却時間に基づいて、前記浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布を算出する工程と、を備え、前記補正ジョミニー曲線を算出する工程は、前記所定の炭素濃度における前記理論ジョミニー曲線の焼入れ端におけるジョミニー値が現実的なジョミニー値となるような差分値を設定するとともに、各炭素濃度における前記差分値の相関を表す補正式を算出し、前記補正式に基づいて、前記所定の炭素濃度における前記理論ジョミニー曲線を補正するものである。
That is, in
請求項２においては、前記理論ジョミニー曲線を算出する工程は、前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度が０．６％以下の範囲における前記理論ジョミニー曲線を、実験式法により算出し、かつ、前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度が０．６％を越える範囲における前記理論ジョミニー曲線を、炭素濃度が０．６％以下の範囲における前記実験式法による算出結果を外挿して算出するものである。
In
請求項３においては、前記浸炭焼入れ部品を形成する金属素材の添加元素の成分割合の上限許容値から理論上求められるジョミニー曲線である前記浸炭焼入れ部品に対する上限理論ジョミニー曲線を、前記所定の炭素濃度において算出する工程と、前記浸炭焼入れ部品を形成する金属素材の添加元素の成分割合の下限許容値から理論上求められるジョミニー曲線である前記浸炭焼入れ部品に対する下限理論ジョミニー曲線を、前記所定の炭素濃度において算出する工程と、前記所定の炭素濃度において算出した前記上限理論ジョミニー曲線を補正して、補正した前記上限理論ジョミニー曲線である上限補正ジョミニー曲線を算出する工程と、前記所定の炭素濃度において算出した前記下限理論ジョミニー曲線を補正して、補正した前記下限理論ジョミニー曲線である下限補正ジョミニー曲線を算出する工程と、前記所定の炭素濃度において算出した前記上限補正ジョミニー曲線と、前記浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布と冷却時間に基づいて、前記浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布の上限を示す上限硬度分布を算出する工程と、前記所定の炭素濃度において算出した前記下限補正ジョミニー曲線と、前記浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布と冷却時間に基づいて、前記浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布の下限を示す下限硬度分布を算出する工程と、をさらに備えるものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項１においては、素材の焼入れ性を考慮して、実測値に良く適合する硬度分布を容易に短時間で精度の良い硬度分布を算出することができる。 According to the first aspect, in consideration of the hardenability of the material, it is possible to easily calculate an accurate hardness distribution in a short time with a hardness distribution that fits well with the actually measured value .
請求項２においては、実測値に良く適合する硬度分布を容易に短時間で算出することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily calculate a hardness distribution that fits well with the actual measurement value in a short time.
請求項３においては、素材の焼入れ性を考慮して、より精度良く硬度分布の良否を判断することができる。またこれにより、より精度良く浸炭焼入れ条件の採用可否を判断することができる。 In the third aspect , the quality of the hardness distribution can be determined with higher accuracy in consideration of the hardenability of the material. This also makes it possible to determine whether or not the carburizing and quenching conditions can be adopted with higher accuracy.
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法の一連の流れについて、図１および図２を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施例に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法においては、まず、浸炭焼入れシミュレーションにおける解析条件（浸炭焼入れ条件）の入力が行われる（ステップＳ１００）。つまり、浸炭焼入れシミュレーションの初期条件の入力が行われる。
Next, embodiments of the invention will be described.
First, a series of flows of a method for calculating the hardness distribution of carburized and quenched parts according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, in the hardness distribution calculation method for carburized and quenched parts according to one embodiment of the present invention, first, analysis conditions (carburized and quenched conditions) in a carburized and quenched simulation are input (step S100). That is, the initial conditions for carburizing and quenching simulation are input.
図２に示す如く、実際の浸炭焼入れにおいては、まず、浸炭焼入れの対象部品（以下「ワーク」という。）に対して浸炭処理（Ｓ１）が行われる。浸炭処理においては、例えば、ワークが配置された処理室内に、所定の炭素濃度に調整された浸炭ガス（例えば一酸化炭素（ＣＯ）ガスを主成分とするもの）が所定の圧力に制御されて供給されるとともに、処理室内が所定の浸炭温度（例えば９００℃程度）まで加熱されることで、ワークに対してワークの表面から炭素を侵入させる。 As shown in FIG. 2, in actual carburizing and quenching, first, carburizing treatment (S1) is performed on a target part (hereinafter referred to as “workpiece”) for carburizing and quenching. In the carburizing process, for example, a carburizing gas adjusted to a predetermined carbon concentration (for example, carbon monoxide (CO) gas as a main component) is controlled to a predetermined pressure in a processing chamber in which a workpiece is disposed. While being supplied, the inside of the processing chamber is heated to a predetermined carburizing temperature (for example, about 900 ° C.), so that carbon enters the workpiece from the surface of the workpiece.
その後、所定のガス圧・温度・炭素濃度に制御された状態の処理室内にワークが所定時間の間置かれることで、拡散処理（Ｓ２）が行われる。このような拡散処理により、ワークの表面から侵入する炭素を内部にまで拡散させる。そして、拡散処理の後、焼入れ処理（Ｓ３）が行われる。つまり、浸炭処理を受けたワークが、所定の温度の油等によって急冷されることによって、硬度が高められる。 Thereafter, the workpiece is placed in a processing chamber controlled to a predetermined gas pressure, temperature, and carbon concentration for a predetermined time, so that the diffusion process (S2) is performed. By such a diffusion treatment, carbon entering from the surface of the workpiece is diffused to the inside. Then, after the diffusion process, a quenching process (S3) is performed. That is, the hardness of the workpiece subjected to the carburizing treatment is increased by being rapidly cooled by oil or the like having a predetermined temperature.
したがって、浸炭焼入れシミュレーションにおいて入力される解析条件（浸炭焼入れ条件）としては、前述したような浸炭焼入れが実際に行われる場合に採用される焼入れ条件が用いられる。浸炭焼入れシミュレーションにおいて入力される浸炭焼入れ条件には、浸炭処理におけるワークの加熱温度と炭素濃度、焼入れ処理におけるワークの温度（焼入れ温度）と炭素濃度（焼入れ炭素濃度）、各処理についての処理時間等が含まれる。なお、図２における矢印Ａは、浸炭焼入れの一連の処理におけるワークの温度およびワーク周辺の炭素濃度の変化を模式的に表すものである。 Therefore, as the analysis conditions (carburizing and quenching conditions) input in the carburizing and quenching simulation, quenching conditions that are employed when carburizing and quenching as described above are actually performed are used. The carburizing and quenching conditions input in the carburizing and quenching simulation include the workpiece heating temperature and carbon concentration in the carburizing process, the workpiece temperature (quenching temperature) and carbon concentration (quenched carbon concentration) in the quenching process, and the processing time for each process. Is included. Note that an arrow A in FIG. 2 schematically represents changes in the temperature of the workpiece and the carbon concentration around the workpiece in a series of carburizing and quenching processes.
このような浸炭焼入れシミュレーションは、有限要素法（ＦＥＭ；Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）を用いたシミュレーションを行うための市販の解析ソフトウェアが用いられて行われる。本実施例では、市販の解析ソフトウェアとして、例えばＤＥＦＯＲＭ−ＨＴ（米国ＳＦＴＣ社製）が用いられ、浸炭焼入れシミュレーションが行われる。 Such a carburizing and quenching simulation is performed using commercially available analysis software for performing a simulation using a finite element method (FEM). In this embodiment, for example, DEFORM-HT (manufactured by SFTC, USA) is used as commercially available analysis software, and carburizing and quenching simulation is performed.
具体的には、浸炭焼入れシミュレーションは、必要なデータを入力するための入力装置（例えばキーボード等）と、入力されたデータの演算処理・加工等を行うコンピュータと、コンピュータによる処理結果等を外部へ出力するための出力装置（例えば、ディスプレイ等）とを備える一般的なコンピュータシステムが用いられて行われる。 Specifically, the carburizing and quenching simulation includes an input device (such as a keyboard) for inputting necessary data, a computer that performs arithmetic processing and processing of the input data, and processing results by the computer to the outside. This is performed by using a general computer system including an output device (for example, a display) for outputting.
かかるシステムに備えられるコンピュータに、解析ソフトウェアがインストールされることで、コンピュータが有するシミュレーション演算機能により、浸炭焼入れシミュレーションが実行される（ステップＳ２００）。
そして、浸炭焼入れシミュレーションにおいては、システムに備えられる入力装置により、前述したような浸炭焼入れ条件が入力される。
By installing analysis software in a computer provided in such a system, carburizing and quenching simulation is executed by the simulation calculation function of the computer (step S200).
In the carburizing and quenching simulation, the carburizing and quenching conditions as described above are input by an input device provided in the system.
図１に戻り、本実施例の硬度分布算出方法においては、次に、炭素濃度の解析結果が出力される（ステップＳ３００）。即ち、浸炭焼入れシミュレーションによる解析結果として、浸炭焼入れ部品の各部における炭素濃度（％）と冷却時間が出力される。尚、浸炭焼入れシミュレーションによる解析結果としては、その他にもマルテンサイト体積分率（％）等が出力される。こうした浸炭焼入れシミュレーションによる解析結果の出力は、前記のとおりシステムに備えられる出力装置によって行われる。 Returning to FIG. 1, in the hardness distribution calculation method of the present embodiment, the analysis result of the carbon concentration is output (step S300). That is, as an analysis result by carburizing and quenching simulation, the carbon concentration (%) and the cooling time in each part of the carburized and quenched parts are output. In addition, martensite volume fraction (%) and the like are output as analysis results by carburizing and quenching simulation. The output of the analysis result by the carburizing and quenching simulation is performed by the output device provided in the system as described above.
図３（ａ）（ｂ）に、本実施例に係る浸炭焼入れシミュレーションによる解析結果としての出力の一例を示す。
図３（ａ）に示すグラフにおいて、横軸は浸炭焼入れ品における表面からの距離（ｍｍ）を表し、縦軸は炭素濃度（％）を表しており、図３（ｂ）に示すグラフにおいて、横軸は浸炭焼入れ品における表面からの距離（ｍｍ）を表し、縦軸は冷却時間（ｓｅｃ）を表している。
FIGS. 3A and 3B show an example of output as an analysis result by carburizing and quenching simulation according to the present embodiment.
In the graph shown in FIG. 3 (a), the horizontal axis represents the distance (mm) from the surface of the carburized and quenched product, the vertical axis represents the carbon concentration (%), and in the graph shown in FIG. 3 (b), The horizontal axis represents the distance (mm) from the surface of the carburized and quenched product, and the vertical axis represents the cooling time (sec).
図３（ａ）において、実線で示すグラフＧ１が、浸炭焼入れシミュレーションの解析結果としての、表面からの距離との関係における炭素濃度（計算値）である。また、図３（ａ）に示すグラフにおける計測点群は、実際に浸炭焼入れが施された浸炭焼入れ品についての炭素濃度（％）の測定結果（実測値）である。 In FIG. 3A, a graph G1 indicated by a solid line is a carbon concentration (calculated value) in relation to a distance from the surface as an analysis result of the carburizing and quenching simulation. Moreover, the measurement point group in the graph shown to Fig.3 (a) is a measurement result (actual value) of the carbon concentration (%) about the carburized hardened | cured material actually carburized and quenched.
図３（ａ）に示すグラフＧ１からわかるように、浸炭焼入れシミュレーションの解析結果としての炭素濃度（計算値）は、図３のグラフにおいて計測点群により表される炭素濃度（実測値）との比較において、若干の誤差を含んでほぼ一致している。 As can be seen from the graph G1 shown in FIG. 3A, the carbon concentration (calculated value) as the analysis result of the carburizing and quenching simulation is the same as the carbon concentration (measured value) represented by the measurement point group in the graph of FIG. In the comparison, they are almost identical with some errors.
また、図３（ｂ）において、実線で示すグラフＧ２が、浸炭焼入れシミュレーションの解析結果としての、表面からの距離との関係における冷却時間（計算値）である。
本実施例における冷却時間は、浸炭焼入れ部品を８００℃（浸炭温度）まで昇温して浸炭・拡散処理を行って、その後冷却して焼入れ処理を行う場合であって、８００℃から５００℃に温度が低下するまでの所用時間を「冷却時間」として規定している。
尚、本実施例に示す冷却時間の規定方法は例示であって、本発明に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法における冷却時間の規定方法を、これに限定するものではない。
In FIG. 3B, a graph G2 indicated by a solid line is a cooling time (calculated value) in relation to the distance from the surface as an analysis result of the carburizing and quenching simulation.
The cooling time in this example is a case where the carburized and quenched parts are heated to 800 ° C. (carburizing temperature) and subjected to carburizing / diffusion treatment, and then cooled and quenched to 800 ° C. to 500 ° C. The required time until the temperature drops is defined as “cooling time”.
The method for defining the cooling time shown in the present embodiment is merely an example, and the method for defining the cooling time in the method for calculating the hardness distribution of the carburized and quenched parts according to the present invention is not limited to this.
再び図１に戻り、本実施例に係る硬度分布算出方法においては、続いて、浸炭焼入れシミュレーション解析結果である炭素濃度（計算値）と冷却時間（計算値）に基づいて、浸炭焼入れ部品の硬度分布を算出する（ステップＳ４００）。
具体的には、浸炭焼入れシミュレーションの解析結果として得られた炭素濃度および冷却時間と、以下に説明する方法で求めるジョミニー曲線（詳しくは、補正ジョミニー曲線）と、を用いて浸炭焼入れ部品の硬度分布が算出される。
Returning to FIG. 1 again, in the hardness distribution calculation method according to the present embodiment, subsequently, the hardness of the carburized and quenched parts based on the carbon concentration (calculated value) and the cooling time (calculated value) which are the results of the carburizing and quenching simulation analysis. A distribution is calculated (step S400).
Specifically, the hardness distribution of carburized and hardened parts using the carbon concentration and cooling time obtained as an analysis result of the carburizing and quenching simulation and the Jominy curve (specifically, the corrected Jominy curve) obtained by the method described below. Is calculated.
ここで、浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法（ステップＳ４００）の具体的な内容について、さらに説明をする。
まず、理論上のジョミニー曲線を生成する工程について、図４および図５を用いて説明をする。尚、本実施例では、浸炭焼入れ部品を形成する素材（材質）が肌焼鋼ＳＣｒ４２０であって、理論上のジョミニー曲線（以下、理論ジョミニー曲線と呼ぶ）を実験式法により求める場合を例示して説明をする。
Here, the specific content of the hardness distribution calculation method (step S400) of the carburized and quenched parts will be further described.
First, the process of generating a theoretical Jominy curve will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the material (material) forming the carburized and quenched part is case-hardened steel SCr420, and a theoretical Jominy curve (hereinafter referred to as a theoretical Jominy curve) is obtained by an experimental formula method. I will explain.
一般的に、ＳＣｒ４２０における各添加元素の含有割合の規格平均値は、Ｃ＝０．２％、Ｃｒ＝１．０５％、Ｍｎ＝０．７２５％、Ｎｉ＝０．１２５％、Ｍｏ＝０．０２％、Ｓｉ＝０．２５％、として考えることができる。 Generally, the standard average value of the content ratio of each additive element in SCr420 is C = 0.2%, Cr = 1.05%, Mn = 0.725%, Ni = 0.125%, Mo = 0. 02%, Si = 0.25%.
そして、図４に示す如く、この規格平均値を以下の数式１に適用することによって、各添加元素の含有割合が規格平均値である平均的なＳＣｒ４２０における理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する（ステップＳ４００−１）。
Then, as shown in FIG. 4, by applying this standard average value in
本実施例で採用している実験式法は、以下に示す数式１により求められるジョミニー値に基づいて理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する方法である（焼入性（大和久重雄著、日刊工業新聞社刊（１９７９））ｐ７０より引用）。尚、数式１は、炭素濃度が０．６％以下の部位にのみ適用できることが知られている。
The empirical formula employed in this example is a method of generating a theoretical Jominy curve Ja based on the Jominy value obtained by
ここで、数式１におけるＪ0は焼入れ端（表面）におけるジョミニー値、Ｊ1は表面から１／１６インチ（１．５８７５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｊ6は表面から６／１６インチ（９．５２５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｊ22は表面から２２／１６インチ（３４．９２５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｊ4〜25は表面から４／１６インチ（６．３５ｍｍ）から２５／１６インチ（３９．６８７５ｍｍ）の間の任意の距離におけるジョミニー値、をそれぞれ示している。
また、各数式中のＣ・Ｎｉ・Ｃｒ・Ｍｎ・Ｍｏ・Ｓｉ・Ｖは、各元素の含有割合（％）を示し、Ｅは表面からの距離（インチ）をそれぞれ示している。
Here, J 0 in
Moreover, C * Ni * Cr * Mn * Mo * Si * V in each numerical formula shows the content rate (%) of each element, and E shows the distance (inch) from the surface, respectively.
そして、数式１により、炭素濃度が０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％の場合において、各距離における理論ジョミニー値を算出する。そして、算出した理論ジョミニー値に基づいて近似を行い、理論ジョミニー曲線Ｊaを生成すると、図５に示すような曲線群となる。
Then, according to
本実施例では、数式１で算出されるジョミニー値は、単位がロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）となるが、以下の説明では、便宜上硬度の単位をビッカース硬さ（Ｈｖ）に統一している。このため、数式１で算出されたジョミニー値は、換算表を用いて、ロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）をビッカース硬さ（Ｈｖ）に換算して使用している。
また、表面からの距離の単位は、グラフ上に表す場合等には、便宜上インチをミリメートルに換算（１インチ＝２５．４ｍｍ）して表している（以下同様）。
In the present embodiment, the unit of the Jominy value calculated by
The unit of the distance from the surface is expressed by converting inches into millimeters (1 inch = 25.4 mm) for convenience when expressed on a graph (the same applies hereinafter).
尚、本発明に係る硬度分布算出方法において扱う硬度の単位は、必ずしもビッカース硬さ（Ｈｖ）に統一する必要はなく、ロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）に統一する態様であってもよい。 The unit of hardness handled in the hardness distribution calculation method according to the present invention is not necessarily unified with the Vickers hardness (Hv), and may be an aspect unified with the Rockwell hardness C scale (HRC).
次に、炭素濃度が０．６％を越える範囲について、理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する工程について、図４および図６を用いて説明をする。
前述した通り、数式１は、炭素濃度が０．６％以下の範囲でのみ適用することができる。
そこで、図４に示す如く、本発明に係る硬度分布算出方法では、数式１で算出した実験式法による炭素濃度が０．２〜０．６％の範囲における理論ジョミニー曲線Ｊaの算出結果を外挿して近似式（数式２参照）を求めて、当該近似式により炭素濃度が０．６％を越える範囲におけるジョミニー値を算出する。そして、算出した理論ジョミニー値に基づいて近似を行い、理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する（ステップＳ４００−２）。
Next, the carbon concentration for a range of over 0.6%, the step of generating a theoretical Jominy curve J a, will be described with reference to FIGS. 4 and 6.
As described above,
Therefore, as shown in FIG. 4, the hardness distribution calculation method according to the present invention, the calculation results of the theoretical Jominy curve J a in the range of carbon concentration is from 0.2 to 0.6% by empirical formula method calculated in
本実施例では、浸炭焼入れ部品の材質がＳＣｒ４２０であるため、炭素濃度が０．６％を越える範囲における浸炭焼入れ部品に対するジョミニー値を算出するための近似式は、以下に示す数式２のように表される。この数式２は、材質がＳＣｒ４２０である浸炭焼入れ部品に対して数式１を適用した場合の実験式法による炭素濃度が０．２〜０．６％の範囲における理論ジョミニー曲線Ｊaの算出結果を外挿することによって求めたものである。
In the present embodiment, since the material of the carburized and hardened part is SCr420, an approximate expression for calculating the Jominy value for the carburized and hardened part in a range where the carbon concentration exceeds 0.6% is as shown in the following
尚、本実施例では、炭素濃度が０．２〜０．６％の範囲で実験式法により理論ジョミニー曲線を算出し、炭素濃度が０．６％を越える範囲の理論ジョミニー曲線を、実験式法による炭素濃度が０．２〜０．６％の範囲における理論ジョミニー曲線の算出結果に基づいて、外挿して算出する場合を例示しているが、実験式法が適用可能な炭素濃度の範囲について必ず実験式法を適用しなければならないのではなく、例えば、炭素濃度が０．２〜０．５％の範囲で実験式法を適用し、０．５％を越える範囲の理論ジョミニー曲線を、実験式法による炭素濃度が０．２〜０．５％の範囲における理論ジョミニー曲線の算出結果に基づいて、外挿して算出することも可能である。 In this example, a theoretical jominy curve was calculated by an empirical formula method in the range of carbon concentration from 0.2 to 0.6%, and a theoretical jominy curve in the range of carbon concentration exceeding 0.6% was calculated from the empirical formula. Although the case of calculating by extrapolation based on the calculation result of the theoretical Jominy curve in the range of carbon concentration by 0.2 to 0.6% by the method is illustrated, the range of carbon concentration to which the empirical formula method can be applied It is not always necessary to apply the empirical formula method for, for example, the empirical formula method is applied when the carbon concentration is in the range of 0.2 to 0.5%, and the theoretical Jomini curve in the range exceeding 0.5% is applied. It is also possible to extrapolate and calculate based on the calculation result of the theoretical Jominy curve in the range of carbon concentration of 0.2 to 0.5% by the empirical formula method.
ここで、数式２におけるＨ0は焼入れ端（表面）におけるジョミニー値、Ｈ1は表面から１／１６インチ（１．５８７５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｈ5は表面から５／１６インチ（７．９３７５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｈ6は表面から６／１６インチ（９．５２５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｈ8は表面から８／１６インチ（１２．７ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｈ12は表面から１２／１６インチ（１９．０５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｈ16は表面から１６／１６（＝１）インチ（２５．４ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、Ｈ20は表面から２０／１６インチ（３１．７５ｍｍ）の距離におけるジョミニー値、をそれぞれ示している。
また、数式２中のＣは、炭素濃度（％）を示している。そして、本実施例で示す数式２で算出される各距離におけるジョミニー値は、単位がビッカース硬さ（Ｈｖ）で算出される。
Here, H 0 in
Moreover, C in
そして、数式２により、炭素濃度が０．７％、０．８％の場合において、各距離における理論ジョミニー値を算出する。そして、算出した理論ジョミニー値に基づいて近似を行い、各炭素濃度における理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する。そして、生成した炭素濃度が０．６％を越える場合の理論ジョミニー曲線Ｊaを図５に追加すると、図６に示すような曲線群となる。
Then, according to
尚、本実施例では、炭素濃度が０．２〜０．８％の場合における理論ジョミニー曲線Ｊaは、炭素濃度を０．１％ピッチでずらして生成する場合を例示しているが、理論ジョミニー曲線Ｊaを算出するものとして選択する炭素濃度の組合せをこれに限定するものではなく、さらに細かいピッチ（例えば、０．０５％ピッチ等）で理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する態様としてもよい。 In this embodiment, the theoretical Jominy curve J a when the carbon concentration is 0.2 to 0.8 percent, is exemplified a method of producing it by shifting the carbon concentration with 0.1% pitch, the theoretical Jominy curve J a not limited to this combination of carbon concentration selecting as to calculate a further fine pitch (e.g., 0.05% pitch, etc.) as an embodiment for generating a theoretical Jominy curve J a in .
また、本実施例では、浸炭焼入れ部品の材質がＳＣｒ４２０である場合を例示しているが、本発明に係る硬度分布算出方法を適用できる浸炭焼入れ部品の材質をこれに限定するものではなく、その他の材質（例えば、ＳＣＭ、ＳＮＣＭ、ＳＭｎ等）であってもよい。
尚、補正式は材質ごとに異なってくるため、硬度分布の算出を予定している浸炭焼入れ部品の材質が複数種類存在している場合には、それぞれの材質について、補正式を準備しておく必要がある。
Further, in the present embodiment, the case where the material of the carburized and hardened part is SCr420 is exemplified, but the material of the carburized and hardened part to which the hardness distribution calculating method according to the present invention can be applied is not limited thereto, and other (For example, SCM, SNCM, SMn, etc.).
Since the correction formula differs for each material, if there are multiple types of carburized and quenched parts for which the hardness distribution is scheduled to be calculated, prepare the correction formula for each material. There is a need.
さらに、本実施例では、実験式法を用いて理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する場合を例示しているが、本発明に係る硬度分布算出方法において、理論ジョミニー曲線Ｊaの生成に用いる手法はこれに限定するものではなく、例えば、加算法や理想臨界直径法等のその他の手法により理論ジョミニー曲線Ｊaを生成する硬度分布算出方法であってもよい。 Further, in this embodiment, it is exemplified a case of generating a theoretical Jominy curve J a using empirical formulas method, the hardness distribution calculation method according to the present invention, a technique used for generating the theoretical Jominy curve J a is not limited thereto, for example, by other techniques such as the addition method and the ideal critical diameter method may be a hardness distribution calculation method for generating a theoretical Jominy curve J a.
ここで、加算法（ＣｒａｆｔｓおよびＬａｍｏｎｔ法ともいう）は、金属材料のロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）が、炭素濃度、含有元素、結晶粒度によって異なるものであり、ジョミニー曲線が硬さの単位として、ロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）で表されることを利用してジョミニー曲線を求めるものである。 Here, in the addition method (also referred to as Crafts and Lamont method), the Rockwell hardness C scale (HRC) of the metal material differs depending on the carbon concentration, contained elements, and crystal grain size, and the Jominy curve is a unit of hardness. As described above, the Jominy curve is obtained by using the fact that it is expressed on the Rockwell hardness C scale (HRC).
また、理想臨界直径法は、理想臨界直径を基準として算出する方法である。
ここで、理想臨界直径とは、理想焼入れをしたときの臨界直径のことであり、理想焼入れとは、焼入れした瞬間に試験片の表面が液温になるような焼入れをいい、臨界直径とは、焼入れによって中心が５０％マルテンサイトになるような直径をいう。
The ideal critical diameter method is a method of calculating based on the ideal critical diameter.
Here, the ideal critical diameter is the critical diameter when ideal quenching is performed, and ideal quenching refers to quenching such that the surface of the specimen becomes liquid temperature at the moment of quenching. The diameter is such that the center becomes 50% martensite by quenching.
これら加算法および理想臨界直径法により、計算によってジョミニー曲線を求める具体的な方法の詳細は、焼入性（大和久重雄著、日刊工業新聞社刊（１９７９））等の文献に示されている。 Details of a specific method for obtaining a Jominy curve by calculation using these addition method and ideal critical diameter method are shown in literatures such as hardenability (written by Hisao Yamato, published by Nikkan Kogyo Shimbun (1979)).
尚、理論ジョミニー曲線Ｊaを生成するための各手法（即ち、実験式法、加算法、理想臨界直径法等）には、それぞれ一長一短があるため、ターゲットとする深さ（表面からの距離）等に応じて各手法を使い分けることができる。 Note that each method for producing a theoretical Jominy curve J a (i.e., empirical formula method, the addition method, the ideal critical diameter method), the order, each have advantages and disadvantages, the depth to the target (distance from the surface) Each method can be used properly according to the above.
次に、理論ジョミニー曲線Ｊaを補正するための補正式を算出する工程について、図４および図６、図７を用いて説明をする。
図６に示す理論ジョミニー曲線Ｊaは、実測値から大きく外れた値を示しているため、これを実測値に適合するように補正をする必要がある。
Next, the step of calculating a correction equation for correcting the theoretical Jominy curve J a, 4 and 6, will be described with reference to FIG.
Theory Jominy curve J a shown in FIG. 6, because it shows a large outlier from the measured values, it is necessary to correct to fit this to the measured value.
本実施例では、図６中に示す炭素濃度が０．８％の場合における、焼入れ端（即ち、表面からの距離が０）の硬度は実測値ではありえない大きな値を示しており、これを現実的な（即ち、実測値に適合する）値に補正するための硬度補正値がａ8である（即ち、理論ジョミニー曲線Ｊaからａ8だけ減算する必要がある）ものと仮定する。 In this example, the hardness at the quenching end (that is, the distance from the surface is 0) in the case where the carbon concentration shown in FIG. 6 is 0.8% shows a large value that cannot be an actual measurement value. specific (i.e., measured conforming to value) assumed hardness correction value for correcting the value of a 8 (i.e., it is necessary to subtract from the theoretical Jominy curve J a only a 8) one.
そして、この硬度補正値ａ8を図７に示すグラフ上にプロットする。図７は縦軸が硬度補正値（Ｈｖ）を示し、横軸が炭素濃度（％）を示している。
同様に、炭素濃度が０．２〜０．７％である場合に必要な各硬度補正値ａ2〜ａ7を求め、図７のグラフ上にプロットする。尚、硬度補正値ａ2〜ａ8の各値は負の値である。
The hardness correction value a 8 is plotted on the graph shown in FIG. In FIG. 7, the vertical axis indicates the hardness correction value (Hv), and the horizontal axis indicates the carbon concentration (%).
Similarly, the hardness correction values a 2 to a 7 required when the carbon concentration is 0.2 to 0.7% are obtained and plotted on the graph of FIG. In addition, each value of the hardness correction values a 2 to a 8 is a negative value.
そして、このようにしてプロットした硬度補正値ａ2〜ａ8の各値から、これらの値の相関を表す補正式を算出する（ステップＳ４００−３）。
例えば、本実施例のように材質がＳＣｒ４２０である場合の硬度補正値ΔＨを算出するための補正式は、以下に示す数式３となる。ここで、Ｃは炭素濃度（％）を示している。
Then, from the values of hardness correction value a 2 ~a 8 plotted in this manner, to calculate the correction equation representing the correlation of these values (step S400-3).
For example, the correction formula for calculating the hardness correction value ΔH when the material is SCr420 as in the present embodiment is
尚、本実施例では、硬度補正値ΔＨを算出するための補正式を３次式で近似して求める態様を例示しているが、本発明に係る硬度分布算出方法において、硬度補正値ΔＨを算出するための補正式を算出する近似方法をこれに限定するものではなく、硬度補正値ΔＨを算出するための補正式の次元数は問わない。 In this embodiment, an example in which a correction formula for calculating the hardness correction value ΔH is approximated by a cubic equation is illustrated. However, in the hardness distribution calculation method according to the present invention, the hardness correction value ΔH is calculated as follows. The approximation method for calculating the correction formula for calculation is not limited to this, and the number of dimensions of the correction formula for calculating the hardness correction value ΔH is not limited.
次に、補正ジョミニー曲線を生成する工程について、図４、図６および図８を用いて説明をする。
図４に示す如く、補正式の算出が完了すると、次に算出した補正式によって、理論ジョミニー曲線の補正を行う（ステップＳ４００−４）。
図６に示す理論ジョミニー曲線を数式３で補正すると、図８に示すような補正後の理論ジョミニー曲線である補正ジョミニー曲線Ｊcを生成することができる。このようにして生成する補正ジョミニー曲線Ｊcは、現実的な値を示すようになっている。
そして、この算出結果として取得する補正ジョミニー曲線Ｊcと、解析結果として取得する炭素濃度分布（図３（ａ）参照）と冷却時間（図３（ｂ）参照）を用いて、材質がＳＣｒ４２０である場合の浸炭焼入れ部品の硬度分布曲線を生成することができる。
Next, a process for generating a corrected Jominy curve will be described with reference to FIGS. 4, 6, and 8.
As shown in FIG. 4, when the calculation of the correction formula is completed, the theoretical Jominy curve is corrected by the next calculated correction formula (step S400-4).
When the theoretical Jominy curve shown in FIG. 6 is corrected by
Then, using the corrected Jominy curve J c acquired as the calculation result, the carbon concentration distribution acquired as the analysis result (see FIG. 3A), and the cooling time (see FIG. 3B), the material is SCr420. A hardness distribution curve for carburized and quenched parts in some cases can be generated.
次に、硬度分布を算出する工程について、図３、図４、図８および図９を用いて説明をする。
図８に示す補正ジョミニー曲線Ｊcは「ジョミニー距離」と「硬度」の相関を表す曲線群であり、また、浸炭焼入れ部品の硬度分布は、「表面からの距離」と「硬度」の相関で表されるものである。
ここで、「表面からの距離」と「ジョミニー距離」は概念が異なる距離であるため、図８から直接的に浸炭焼入れ部品の硬度分布を算出することは出来ない。
Next, the process of calculating the hardness distribution will be described with reference to FIG. 3, FIG. 4, FIG. 8, and FIG.
Correction Jominy curve J c shown in FIG. 8 is a group of curves showing the correlation of the "hardness" and "Jominy distance", The hardness distribution of the carburized part, the correlation of the "hardness" and "distance from the surface" It is expressed.
Here, since the “distance from the surface” and the “jominie distance” are distances having different concepts, the hardness distribution of the carburized and hardened part cannot be directly calculated from FIG.
そこで、図３（ｂ）に示す「表面からの距離」と「冷却時間」との相関を表すグラフと図８に示すグラフを用いるとともに、さらにその他に、「冷却時間」と「ジョミニー距離」の相関を取得することによって、「表面からの距離」と「硬度」の相関を取得することが可能になる。 Therefore, the graph showing the correlation between the “distance from the surface” and the “cooling time” shown in FIG. 3B and the graph shown in FIG. 8 are used, and in addition, the “cooling time” and the “Jominy distance” By acquiring the correlation, it is possible to acquire the correlation between the “distance from the surface” and the “hardness”.
この「冷却時間」と「ジョミニー距離」との相関は、金属材料（例えば、本実施例ではＳＣｒ４２０）に対するジョミニー試験（ＪＩＳＧ０５６１）を行うことによって求められる。また計算によって算出することも可能である。
このため、本発明に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法では、「冷却時間」と「ジョミニー距離」との相関を生成するようにしている（ステップＳ４００−５）。
The correlation between the “cooling time” and the “Jominy distance” is obtained by performing a Jominy test (JISG0561) on a metal material (for example, SCr420 in this example). It is also possible to calculate by calculation.
For this reason, in the hardness distribution calculation method for carburized and quenched parts according to the present invention, a correlation between “cooling time” and “Jomy distance” is generated (step S400-5).
そして、例えば浸炭焼入れ部品の材質がＳＣｒ４２０である場合における、「冷却時間」と「ジョミニー距離」との相関を求めると、図９中の領域（■）に示すようなグラフと
なる。そして、この領域（■）に示す相関（グラフ）を介して、図３（ｂ）および図８を
関連付けると、図９に示すようなグラフとして表される。
Then, for example, when the material of the carburized and quenched part is SCr420, the correlation between the “cooling time” and the “Jominy distance” is obtained as shown in the region (■) in FIG. Then, when FIG. 3B and FIG. 8 are associated with each other via the correlation (graph) shown in the region (■), a graph as shown in FIG. 9 is obtained.
ここで、図９中に示す領域（■）では、「ジョミニー距離（縦軸）」と「冷却時間（横
軸）」の相関を表しており、領域（ＩＩ）では、「表面からの距離（縦軸）」と「冷却時間（横軸）」の相関（図３（ｂ）に相当）を表している。そして、領域（ＩＩＩ）では、「ジョミニー距離（縦軸）」と「硬度（横軸）」の相関（図８に相当）を表している。
Here, the area (■) shown in FIG. 9 represents the correlation between the “Jommin distance (vertical axis)” and the “cooling time (horizontal axis)”. In the area (II), “distance from the surface ( Vertical axis) ”and“ cooling time (horizontal axis) ”(corresponding to FIG. 3B). In the region (III), a correlation (corresponding to FIG. 8) between “Jominie distance (vertical axis)” and “hardness (horizontal axis)” is shown.
次に、浸炭焼入れ部品に対する硬度の算出方法について、図３（ａ）（ｂ）、図８および図９を用いて説明をする。尚ここでは、浸炭焼入れ部品の「表面からの距離」がＸ1である部位の硬度の算出方法を例示する。 Next, a method for calculating the hardness of the carburized and quenched parts will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b), FIG. 8 and FIG. Here, a method of calculating the hardness of the part where the “distance from the surface” of the carburized and quenched part is X 1 is exemplified.
本実施例で例示する浸炭焼入れ部品の「表面からの距離」がＸ1である部位は、図３（ａ）に示す解析結果によると、炭素濃度が約０．７％であることが判る。 According to the analysis result shown in FIG. 3A, it can be seen that the carbon concentration of the part where the “distance from the surface” of the carburized and quenched part exemplified in this example is X 1 is about 0.7%.
次に、図９中に示す領域（ＩＩ）のグラフ（図３（ｂ）に相当）において、「表面からの距離」Ｘ1における「冷却時間」ＴX1を求める。
次に、図９中における領域（■）のグラフにおいて、「冷却時間」がＴX1となる「ジョ
ミニー距離」ＪX1を求める。
Next, in the graph of region (II) shown in FIG. 9 (corresponding to FIG. 3B), “cooling time” T X1 at “distance from the surface” X 1 is obtained.
Next, in the graph of the region (■) in FIG. 9, “Jommin distance” J X1 where “cooling time” is T X1 is obtained.
ここで、「表面からの距離」がＸ1である部位は、炭素濃度が約０．７％であることが既知であるため、図９中に示す領域（ＩＩＩ）のグラフ（図８に相当）において、炭素濃度が０．７％である場合の補正ジョミニー曲線Ｊcを適用して、「ジョミニー距離」ＪX1における「硬度」ＨX1を求める。
このようにして、図９を用いることによって、浸炭焼入れ部品の焼入れ性を考慮しつつ、「表面からの距離」Ｘ1における「硬度」ＨX1を算出することができる。
Here, since it is known that the portion where the “distance from the surface” is X 1 has a carbon concentration of about 0.7%, the graph of the region (III) shown in FIG. 9 (corresponding to FIG. 8) in), by applying the correction Jominy curve J c when the carbon concentration is 0.7%, obtaining the "hardness" H X1 in "Jominy distance" J X1.
In this way, by using FIG. 9, the “hardness” H X1 at the “distance from the surface” X 1 can be calculated while considering the hardenability of the carburized and quenched parts.
そして同様に、「表面からの距離」のうちの必要な範囲（浸炭範囲）において、さらに多くの点についての「硬度」を算出することによって、硬度分布曲線（例えば、後述する硬度分布曲線Ｃa）を生成することができる（ステップＳ４００−６）。
このように、本実施例に係る硬度分布算出方法では、炭素濃度分布（図３（ａ））および冷却時間（図３（ｂ））の解析結果と、補正ジョミニー曲線の算出結果（図８）と、を組合せる（即ち、図９）ことによって、焼入れ性を考慮しつつ、浸炭焼入れ部品の硬度分布を算出することができる。
Similarly, by calculating the “hardness” for more points in the required range (carburization range) of the “distance from the surface”, a hardness distribution curve (for example, a hardness distribution curve C a described later) is calculated. ) Can be generated (step S400-6).
As described above, in the hardness distribution calculation method according to the present example, the analysis result of the carbon concentration distribution (FIG. 3A) and the cooling time (FIG. 3B) and the calculation result of the corrected Jominy curve (FIG. 8). (Ie, FIG. 9), the hardness distribution of the carburized and quenched parts can be calculated while considering the hardenability.
即ち、本発明の一実施例に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法は、浸炭焼入れ部品を形成する金属素材（本実施例では、ＳＣｒ４２０）における添加元素（Ｃ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｖ等）の成分割合から理論上（本実施例では、実験式法およびその近似式により）求められる浸炭焼入れ部品に対するジョミニー曲線である理論ジョミニー曲線Ｊaを、所定の炭素濃度（本実施例では、０．２〜０．８％）において算出する工程と、炭素濃度０．２〜０．８％において算出した理論ジョミニー曲線Ｊaを補正した補正ジョミニー曲線Ｊcを算出する工程と、炭素濃度０．２〜０．８％において算出した補正ジョミニー曲線Ｊc（図８）と、浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布（図３（ａ））と冷却時間（図３（ｂ））に基づいて、浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布を算出する工程と、を備えるものである。 That is, the method for calculating the hardness distribution of a carburized and quenched part according to an embodiment of the present invention includes an additive element (C, Cr, Ni, Mn, Mo, and the like) in a metal material (SCr420 in the present example) forming the carburized and quenched part. Si, the theoretical (this embodiment from the component rate of V, etc.), the empirical formula method and the approximate expression) theoretical Jominy curve J a is a Jominy curve for carburizing parts required, predetermined carbon concentration (exemplary in the example, a step of calculating at 0.2 to 0.8%), a step of calculating a correction Jominy curve J c with the corrected theoretical Jominy curve J a calculated in carbon concentration from 0.2 to 0.8%, carburized determined carbon concentration from 0.2 to 0.8 percent correction Jominy curve J c calculated in (FIG. 8), the analysis result of the carburizing and quenching simulation for carburized parts And calculating the hardness distribution after carburizing and quenching of the carburized and hardened parts based on the carbon concentration distribution (FIG. 3 (a)) and the cooling time (FIG. 3 (b)) of the carburized and hardened parts. .
これにより、素材の焼入れ性を考慮して、容易に短時間で精度の良い硬度分布（即ち、硬度分布曲線Ｃa（図１０〜図１２参照））を算出（生成）することができる。 This makes it possible to easily calculate (generate) an accurate hardness distribution (that is, the hardness distribution curve C a (see FIGS. 10 to 12)) in a short time in consideration of the hardenability of the material.
ここで、上限補正ジョミニー曲線および下限補正ジョミニー曲線の生成方法について、図１０および図１１を用いて説明をする。
素材（材料金属）における添加元素の含有割合は常に一定ではなく、ばらつきがあるため、実際に使用する素材の理論ジョミニー曲線Ｊaが、必ず図８に一致するとは限らない。
一般的に、素材（材料金属）における添加元素の含有割合のばらつきをどの程度まで許容するかは、浸炭焼入れ部品の用途等に応じてユーザーがその許容値（上限および下限）を決定している。
Here, a method for generating the upper limit correction jominy curve and the lower limit correction jominy curve will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
Content of the additive element in the material (metallic material) is not always constant, because of the variations, the theoretical Jominy curve J a material to be actually used is not always consistent in FIG.
Generally, the user determines the allowable value (upper limit and lower limit) according to the use of carburized and hardened parts, etc. .
このため、図１０に示す如く、既述した理論ジョミニー曲線Ｊaの生成方法と同じ方法で、素材（材料金属）における添加元素の含有割合が上限許容値である場合の理論ジョミニー曲線（以下、上限理論ジョミニー曲線ＪHと呼ぶ）と、下限許容値である場合の理論ジョミニー曲線（以下、下限理論ジョミニー曲線ＪLと呼ぶ）を、それぞれ別途生成することができる。 Therefore, as shown in FIG. 10, in the same manner as generation of the theoretical Jominy curve J a already described, material theoretical Jominy curve for the content of the additional element in the (material metal) is the upper limit allowable value (hereinafter, referred to as the upper limit theory Jominy curve J H), theoretical Jominy curve (hereinafter when it is the lower limit permissible value, referred to as a lower theoretical Jominy curve J L) and can be produced separately, respectively.
そして、上限理論ジョミニー曲線ＪHと下限理論ジョミニー曲線ＪLに補正式を適用することによって、図１１に示すような上限補正ジョミニー曲線ＪHcおよび下限補正ジョミニー曲線ＪLcを生成することができる。 Then, by applying a correction formula to the upper theoretical Jominy curve J H and lower theoretical Jominy curve J L, it is possible to generate an upper limit correction Jominy curves J Hc and the lower limit correction Jominy curve J Lc, as shown in FIG. 11.
尚、ここで示した図１０および図１１では、炭素濃度０．２％の場合の添加元素の上限値および下限値から上限理論ジョミニー曲線ＪHと下限理論ジョミニー曲線ＪLを生成し、さらに最終的に上限補正ジョミニー曲線ＪHcと下限補正ジョミニー曲線ＪLcを生成する場合についてのみ例示しているが、その他の各炭素濃度の場合においても、同様に添加元素の上限値および下限値からそれぞれの上限補正ジョミニー曲線ＪHcと下限補正ジョミニー曲線ＪLcを生成することができる。 In FIG. 10 and FIG. 11 shown here, the upper limit theoretical Jominy curve J H and the lower limit theoretical Jominy curve J L are generated from the upper limit value and lower limit value of the additive element when the carbon concentration is 0.2%, and the final Although only the case where the upper limit correction Jominy curve J Hc and the lower limit correction Jominy curve J Lc are generated is illustrated as an example, in the case of other carbon concentrations, the upper limit value and the lower limit value of the additive element are similarly determined from the upper limit value and the lower limit value. An upper limit correction Jominy curve J Hc and a lower limit correction Jominy curve J Lc can be generated.
次に、本発明の一実施例に係る硬度分布算出方法により生成した硬度分布曲線の具体例を、図１２〜図１４に示す。
本実施例に示す硬度分布曲線Ｃaは、材質がＳＣｒ４２０である浸炭焼入れ部品の場合であって、図１２は浸炭時間を１８０分とした場合（以後、第１水準と呼ぶ）、図１３は浸炭時間を２００分とした場合（以後、第２水準と呼ぶ）、図１４は浸炭時間を４３０分とした場合（以後、第３水準と呼ぶ）をそれぞれ例示している。即ち、各水準の各浸炭焼入れ部品では、浸炭時間が異なっているため、炭素濃度が相異している。
Next, specific examples of hardness distribution curves generated by the hardness distribution calculation method according to one embodiment of the present invention are shown in FIGS.
Hardness distribution curve C a shown in the present embodiment, a case of carburizing and quenching component material is SCr420, 12 when the carburizing time was 180 minutes (hereinafter, referred to as Level 1), 13 When the carburizing time is 200 minutes (hereinafter referred to as the second level), FIG. 14 illustrates the case where the carburizing time is 430 minutes (hereinafter referred to as the third level). That is, each carburized and quenched part at each level has a different carbon concentration because the carburizing time is different.
例えば、第１水準の場合の硬度分布曲線Ｃa（計算値）は、図１２のように表すことができる。
第１水準に対する解析結果を用いた計算上の硬度分布曲線Ｃa（計算値）は、図１２のグラフにおいて表される硬度分布曲線Ｃb（実測値）との比較において、若干の誤差を含んでいるものの良く一致していることが確認できる。
For example, the hardness distribution curve C a (calculated value) in the case of the first level can be expressed as shown in FIG.
The calculated hardness distribution curve C a (calculated value) using the analysis result for the first level includes a slight error in comparison with the hardness distribution curve C b (actual value) represented in the graph of FIG. It can be confirmed that they match well.
ここで、上限硬度分布曲線および下限硬度分布曲線の生成方法について、図１２〜図１４を用いて説明をする。
図１２〜図１４に示す如く、既述した硬度分布曲線Ｃaの生成方法と同じ方法で、上限補正ジョミニー曲線ＪHcと下限補正ジョミニー曲線ＪLcのそれぞれに基づいて、硬度分布曲線を別途生成することができる。
Here, a method for generating the upper limit hardness distribution curve and the lower limit hardness distribution curve will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 12 to 14, produced in the same manner as generation of the hardness distribution curve C a was described above, based on the respective upper correction Jominy curve J Hc and lower correction Jominy curve J Lc, separately hardness distribution curve can do.
そして、硬度分布曲線Ｃaに、上限硬度分布曲線ＣHと下限硬度分布曲線ＣLを書き添えることによって、硬度分布曲線Ｃaが変動する可能性のある範囲（以下、変動幅と呼ぶ）を提示することができる。つまり、硬度分布曲線Ｃaと上限硬度分布曲線ＣHおよび下限硬度分布曲線ＣLを合わせて判断に用いることによって、添加元素の含有割合がユーザーの設定した許容値の範囲で変化したとしても、所望する硬度が達成できるか否かを判断することが可能になる。 Then, the hardness distribution curve C a, by reported in the annex the upper hardness distribution curve C H and lower hardness distribution curve C L, range hardness distribution curve C a is likely to fluctuate (hereinafter, referred to as a variation width) of Can be presented. That is, by using the hardness distribution curve C a , the upper limit hardness distribution curve C H and the lower limit hardness distribution curve C L together for determination, even if the content ratio of the additive element changes within the allowable range set by the user, It is possible to determine whether the desired hardness can be achieved.
図１２に示す如く、第１水準の場合における上限硬度分布曲線ＣHと下限硬度分布曲線ＣLを硬度分布曲線Ｃaに並べて表すと、硬度分布曲線Ｃaは上限硬度分布曲線ＣHと下限硬度分布曲線ＣLで挟まれる範囲が、硬度分布曲線Ｃaの変動幅となることが容易に確認できる。
そして、硬度分布曲線Ｃaの変動幅を考慮して硬度分布の良否（即ち、浸炭焼入れ解析条件の採用可否）を判定することができる。
As shown in FIG. 12, is expressed by arranging the upper hardness distribution curve C H and lower hardness distribution curve C L in case of the first level to the hardness distribution curve C a, hardness distribution curve C a upper limit hardness distribution curve C H and lower It can be easily confirmed that the range between the hardness distribution curve C L is the fluctuation range of the hardness distribution curve C a .
Then, it is possible to determine the quality of the hardness in consideration of the variation in the hardness distribution curve C a distribution (i.e., acceptability of carburized analysis condition).
また、第２水準および第３水準の場合の硬度分布曲線Ｃa（計算値）は、図１３および図１４のように表すことができる。
第２水準および第３水準に対する解析結果を用いた計算上の硬度分布曲線Ｃa（計算値）は、図１３・１４のグラフにおいて表される硬度分布曲線Ｃb（実測値）との比較において、若干の誤差を含んでいるものの良く一致していることが確認できる。
Moreover, the hardness distribution curve C a (calculated value) in the case of the second level and the third level can be expressed as shown in FIGS. 13 and 14.
The calculated hardness distribution curve C a (calculated value) using the analysis results for the second level and the third level is compared with the hardness distribution curve C b (actual value) represented in the graphs of FIGS. Although it contains some errors, it can be confirmed that they are in good agreement.
つまり、第２水準および第３水準の場合のように、素材における各元素の成分割合が変化して、焼入れ性が変化したような場合であっても、本発明の一実施例に係る硬度分布算出方法で求めた硬度分布曲線Ｃa（計算値）は、硬度分布曲線Ｃb（実測値）と良く一致することが確認できる。 That is, the hardness distribution according to the embodiment of the present invention even in the case where the component ratio of each element in the material is changed and the hardenability is changed as in the case of the second level and the third level. It can be confirmed that the hardness distribution curve C a (calculated value) obtained by the calculation method is in good agreement with the hardness distribution curve C b (measured value).
即ち、本発明の一実施例に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法は、金属素材（本実施例では、ＳＣｒ４２０）における添加元素（Ｃ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｖ等）の成分割合の上限許容値から理論上（本実施例では、実験式法およびその近似式により）求められるジョミニー曲線である浸炭焼入れ部品に対する上限理論ジョミニー曲線ＪHを、炭素濃度０．２〜０．８％において算出する工程と、金属素材（本実施例では、ＳＣｒ４２０）における添加元素（Ｃ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｖ等）の成分割合の下限許容値から理論上（本実施例では、実験式法およびその近似式により）求められるジョミニー曲線である浸炭焼入れ部品に対する下限理論ジョミニー曲線ＪLを、炭素濃度０．２〜０．８％において算出する工程と、炭素濃度０．２〜０．８％において算出した上限理論ジョミニー曲線ＪHを補正した上限補正ジョミニー曲線ＪHcを算出する工程と、炭素濃度０．２〜０．８％において算出した下限理論ジョミニー曲線ＪLを補正した下限補正ジョミニー曲線ＪLcを算出する工程と、炭素濃度０．２〜０．８％において算出した上限補正ジョミニー曲線ＪHcと、浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布（図３（ａ））と冷却時間（図３（ｂ））に基づいて、浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布の上限を示す上限硬度分布（即ち、上限硬度分布曲線ＣH）を算出する工程と、炭素濃度０．２〜０．８％において算出した下限補正ジョミニー曲線ＪLcと、浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布（図３（ａ））と冷却時間（図３（ｂ））に基づいて、浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布の下限を示す下限硬度分布（即ち、下限硬度分布曲線ＣL）を算出する工程と、をさらに備えるものである。 In other words, the hardness distribution calculation method for carburized and quenched parts according to an embodiment of the present invention is based on the addition of elements (C, Cr, Ni, Mn, Mo, Si, V, etc.) in a metal material (SCr420 in this embodiment). (in the present embodiment, empirical formula method and its by approximate expression) theoretically from the upper limit allowable value of the component rate limit theory Jominy curve J H for carburizing parts it is determined Jominy curve, the carbon concentration from 0.2 to 0. From the process calculated at 8% and the lower limit allowable value of the component ratio of additive elements (C, Cr, Ni, Mn, Mo, Si, V, etc.) in the metal material (SCr420 in this embodiment) theoretically (this embodiment) In the example, a lower limit theoretical Jominy curve J L for a carburized and quenched part, which is a Jominy curve obtained by an empirical formula method and its approximate formula, is calculated at a carbon concentration of 0.2 to 0.8%. A step, a step of calculating an upper limit corrected Jominy curve J Hc obtained by correcting the upper limit theoretical Jominy curve J H calculated at a carbon concentration of 0.2 to 0.8%, and a carbon concentration of 0.2 to 0.8%. A process of calculating a lower limit corrected Jominy curve J Lc obtained by correcting the lower limit theoretical Jominy curve J L , an upper limit corrected Jominy curve J Hc calculated at a carbon concentration of 0.2 to 0.8%, and a carburizing and quenching simulation for carburized and quenched parts. Based on the carbon concentration distribution (Fig. 3 (a)) and the cooling time (Fig. 3 (b)) of the carburized and hardened parts after carburizing and quenching obtained from the analysis results, the upper limit of the hardness distribution after carburizing and quenching of the carburized and quenched parts is determined. A step of calculating an upper limit hardness distribution (that is, an upper limit hardness distribution curve C H ), a lower limit corrected Jominy curve J Lc calculated at a carbon concentration of 0.2 to 0.8%, Carburization of carburized and hardened parts based on the carbon concentration distribution (Fig. 3 (a)) and cooling time (Fig. 3 (b)) of the carburized and hardened parts after carburizing and quenching obtained from the analysis results of the carburizing and quenching simulation for the carbonized parts. And a step of calculating a lower limit hardness distribution (that is, a lower limit hardness distribution curve C L ) indicating a lower limit of the hardness distribution after quenching.
これにより、素材の焼入れ性を考慮して、より精度良く硬度分布（即ち、硬度分布曲線Ｃa）の良否を判断することができる。またこれにより、より精度良く浸炭焼入れ条件の採用可否を判断することができる。 Thereby, the quality of the hardness distribution (that is, the hardness distribution curve C a ) can be determined with higher accuracy in consideration of the hardenability of the material. This also makes it possible to determine whether or not the carburizing and quenching conditions can be adopted with higher accuracy.
また、本発明の一実施例に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法は、理論ジョミニー曲線Ｊaを算出する工程は、浸炭焼入れ部品の炭素濃度が０．６％以下の範囲における理論ジョミニー曲線Ｊaを、実験式法により算出し、かつ、浸炭焼入れ部品の炭素濃度が０．６％を越える範囲における理論ジョミニー曲線Ｊaを、炭素濃度が０．６％以下の範囲における実験式法による算出結果を外挿して算出するものである。 The hardness distribution calculation method of carburizing component according to an embodiment of the present invention, the theoretical Jominy curve calculating a J a is carburized quenching theory in a range of carbon concentration below 0.6% of the component Jominy curve J a is calculated by the empirical formula method, and the theoretical Jominy curve J a in the range where the carbon concentration of the carburized and quenched parts exceeds 0.6% is calculated by the empirical formula method in the range where the carbon concentration is 0.6% or less. The result is extrapolated and calculated.
さらに、本発明の一実施例に係る浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法は、補正ジョミニー曲線Ｊcを算出する工程は、所定の炭素濃度（本実施例では、０．２〜０．８％）における理論ジョミニー曲線Ｊaの焼入れ端（即ち、「表面からの距離」が０である部位）におけるジョミニー値Ｊ0・Ｈ0が現実的なジョミニー値となるような差分値である硬度補正値ａ2〜ａ8を設定するとともに、各炭素濃度（本実施例では、０．２〜０．８％）における硬度補正値ａ2〜ａ8の相関を表す補正式を算出し、前記補正式に基づいて、炭素濃度が０．２〜０．８％における理論ジョミニー曲線Ｊaを補正するものである。 Furthermore, the hardness distribution calculation method of carburizing component according to an embodiment of the present invention, the step of calculating a correction Jominy curve J c a predetermined carbon concentration (in this example, 0.2 to 0.8 percent) Hardness correction value a which is a difference value such that the Jominy value J 0 · H 0 becomes a realistic Jominy value at the quenching end of the theoretical Jominy curve J a at “the distance from the surface” is 0 sets the 2 ~a 8, (in this example, 0.2 to 0.8%) each carbon concentration calculating a correction expression representing the correlation between hardness correction value a 2 ~a 8 in, the correction formula based on, in which the carbon concentration is corrected theoretical Jominy curve J a in 0.2 to 0.8%.
これにより、実測値に良く適合する硬度分布（即ち、硬度分布曲線Ｃa）を容易に短時間で算出（生成）することができる。 This makes it possible to easily calculate (generate) a hardness distribution (that is, a hardness distribution curve C a ) that fits well with the actually measured values in a short time.
Ｊa 理論ジョミニー曲線
Ｊc 補正ジョミニー曲線
ＪH 上限理論ジョミニー曲線
ＪL 下限理論ジョミニー曲線
Ｃa 硬度分布曲線（計算値）
Ｃb 硬度分布曲線（実測値）
ＣH 上限硬度分布曲線
ＣL 下限硬度分布曲線
J a theoretical Jominy curve J c correction Jominy curve J H upper limit Jominy curve J L lower limit Jominy curve C a hardness distribution curve (calculated value)
Cb hardness distribution curve (actual measurement)
C H upper limit hardness distribution curve C L lower limit hardness distribution curve
Claims (3)
前記所定の炭素濃度において算出した前記理論ジョミニー曲線を補正した補正ジョミニー曲線を算出する工程と、
前記所定の炭素濃度において算出した前記補正ジョミニー曲線と、
前記浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布と冷却時間に基づいて、前記浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布を算出する工程と、
を備え、
前記補正ジョミニー曲線を算出する工程は、
前記所定の炭素濃度における前記理論ジョミニー曲線の焼入れ端におけるジョミニー値が現実的なジョミニー値となるような差分値を設定するとともに、
各炭素濃度における前記差分値の相関を表す補正式を算出し、
前記補正式に基づいて、前記所定の炭素濃度における前記理論ジョミニー曲線を補正する、
ことを特徴とする浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法。 Calculating a theoretical Jominy curve, which is a Jominy curve for the carburized and quenched part theoretically determined from the component ratio of the additive element in the metal material forming the carburized and quenched part, at a predetermined carbon concentration;
Calculating a corrected jominy curve obtained by correcting the theoretical jominy curve calculated at the predetermined carbon concentration;
The corrected Jominy curve calculated at the predetermined carbon concentration;
Calculating the hardness distribution after carburizing and quenching of the carburized and quenched parts based on the carbon concentration distribution and cooling time of the carburized and quenched parts after carburizing and quenching obtained from the analysis results of the carburizing and quenching simulation for the carburized and quenched parts;
Equipped with a,
The step of calculating the corrected Jominy curve includes:
While setting a difference value such that the Jominy value at the quenching end of the theoretical Jominy curve at the predetermined carbon concentration becomes a realistic Jominy value,
Calculate a correction formula representing the correlation of the difference values at each carbon concentration,
Correcting the theoretical Jominy curve at the predetermined carbon concentration based on the correction formula;
A hardness distribution calculation method for carburized and hardened parts.
前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度が０．６％以下の範囲における前記理論ジョミニー曲線を、実験式法により算出し、かつ、
前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度が０．６％を越える範囲における前記理論ジョミニー曲線を、炭素濃度が０．６％以下の範囲における前記実験式法による算出結果を外挿して算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法。 The step of calculating the theoretical Jominy curve includes:
The theoretical Jominy curve in the range where the carbon concentration of the carburized and quenched parts is 0.6% or less is calculated by an empirical formula method, and
The theoretical Jominy curve in the range where the carbon concentration of the carburized and quenched part exceeds 0.6% is calculated by extrapolating the calculation result by the empirical formula method in the range where the carbon concentration is 0.6% or less,
The method for calculating the hardness distribution of a carburized and quenched part according to claim 1.
前記浸炭焼入れ部品を形成する金属素材の添加元素の成分割合の下限許容値から理論上求められるジョミニー曲線である前記浸炭焼入れ部品に対する下限理論ジョミニー曲線を、前記所定の炭素濃度において算出する工程と、
前記所定の炭素濃度において算出した前記上限理論ジョミニー曲線を補正して、補正した前記上限理論ジョミニー曲線である上限補正ジョミニー曲線を算出する工程と、
前記所定の炭素濃度において算出した前記下限理論ジョミニー曲線を補正して、補正した前記下限理論ジョミニー曲線である下限補正ジョミニー曲線を算出する工程と、
前記所定の炭素濃度において算出した前記上限補正ジョミニー曲線と、前記浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布と冷却時間に基づいて、前記浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布の上限を示す上限硬度分布を算出する工程と、
前記所定の炭素濃度において算出した前記下限補正ジョミニー曲線と、前記浸炭焼入れ部品に対する浸炭焼入れシミュレーションの解析結果により求めた浸炭焼入れ後における前記浸炭焼入れ部品の炭素濃度分布と冷却時間に基づいて、前記浸炭焼入れ部品の浸炭焼入れ後の硬度分布の下限を示す下限硬度分布を算出する工程と、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の浸炭焼入れ部品の硬度分布算出方法。 Calculating the upper limit theoretical Jominy curve for the carburized and quenched part, which is a Jominy curve theoretically determined from the upper limit allowable value of the component ratio of the additive element of the metal material forming the carburized and quenched part, at the predetermined carbon concentration;
Calculating a lower limit theoretical Jominy curve for the carburized and quenched part, which is a Jominy curve theoretically determined from the lower limit allowable value of the component ratio of the additive element of the metal material forming the carburized and quenched part, at the predetermined carbon concentration;
Correcting the upper limit theoretical Jominy curve calculated at the predetermined carbon concentration to calculate an upper limit corrected Jominy curve that is the corrected upper limit theoretical Jominy curve;
Correcting the lower limit theoretical Jominy curve calculated at the predetermined carbon concentration, and calculating a lower limit corrected Jominy curve that is the corrected lower limit theoretical Jominy curve;
Based on the upper limit corrected Jominy curve calculated at the predetermined carbon concentration and the carbon concentration distribution and cooling time of the carburized and quenched parts after carburizing and quenching obtained from the analysis results of carburizing and quenching simulation for the carburized and quenched parts, the carburizing Calculating an upper limit hardness distribution indicating the upper limit of the hardness distribution after carburizing and quenching of the quenched parts;
Based on the lower limit corrected Jominy curve calculated at the predetermined carbon concentration and the carbon concentration distribution and cooling time of the carburized and hardened part after carburizing and quenching obtained from the analysis result of carburizing and quenching simulation for the carburized and hardened part, the carburizing Calculating a lower limit hardness distribution indicating the lower limit of the hardness distribution after carburizing and quenching of the quenched parts;
Further comprising
The method for calculating the hardness distribution of a carburized and hardened part according to any one of claims 1 and 2 .
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