エンジニアのための技術講座

プラ金型講座

掲載日:2012年08月31日

カテゴリ : 金型材料

第561回 縦弾性係数

金型部品に使用する鋼材の強度や弾性を示す物性質として、「縦弾性係数」があります。
縦弾性係数は、通常「ヤング率」とも呼ばれています。
縦弾性係数は、鋼材を引っ張った際に発生する「ひずみ」と「引張応力」の比例係数のことです。

これらの関係を数式で表しますと、下記のようになります。

σ=E・ε
ε:イプシロン
σ:シグマ

つまり、「応力は、ひずみに比例する」訳です。

  単位
縦弾性係数:E kgf/cm2 または Pa
ひずみ:ε
引張応力:σ kgf/cm2 または Pa

縦弾性係数は、金属材料の種類によってその物性値は特定されます。一般に、縦弾性係数の数値が大きい材料ほど、引張応力や剛性が高くなります。

【表1】に代表的な金属材料の縦弾性係数のデータを示します。

  縦弾性係数E
(kgf/cm2) (MPa)
軟鋼 210 X 104 20.59 X 104
S50C 210 X 104 20.59 X 104
プリハードン鋼
(SCM440系)
203 X 104 19.9 X 104
SDK11 210 X 104 20.59 X 104
黄銅 63 X 104 6.17 X 104
105 X 104 10.29 X 104
アルミニウム 68 X 104 6.67 X 104
超々ジェラルミン 73 X 104 7.16 X 104

縦弾性係数Eと部品の断面形状によって決まる「断面二次モーメント」Iを掛け算した数値を剛性と呼びます。

剛性=E・I

E・Iの数値が大きいほど、部品の剛性が高くなることを示し、破壊に対する強さを意味します。大きな射出圧力や重力が作用する部品ではE・Iを大きく取る機械設計を心がける必要があります。



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