JP2019035756A - Hydrogen resistance evaluation test method - Google Patents
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Abstract
【課題】試験片を切断することなく拡散性水素の測定を行うことが可能な耐水素性評価試験方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る耐水素性評価試験方法は、第１試験片を中心軸周りに回転させる工程と、第２試験片を中心軸周りに第１試験片に対して相対的に回転させる工程と、第１試験片及び第２試験片の外周面に潤滑油を供給して油膜を形成する工程とを有する転がりすべり試験を実施する工程と、第１試験片中の拡散性水素量を測定する工程とを備える。第１試験片及び第２試験片は、円筒状かつ鋼製である。第１試験片及び第２試験片が中心軸周りに回転している際、第１試験片の外周面と第２試験片の外周面とは、油膜を介して接触する。第１試験片の外径は、２０ｍｍ以下である。【選択図】図３There is provided a hydrogen resistance evaluation test method capable of measuring diffusible hydrogen without cutting a test piece. A hydrogen resistance evaluation test method according to an aspect of the present invention includes a step of rotating a first test piece around a central axis, and a second test piece relative to the first test piece around the central axis. A rolling sliding test including a step of rotating the first test piece and a step of supplying an oil to the outer peripheral surfaces of the first test piece and the second test piece to form an oil film, and a diffusibility in the first test piece Measuring the amount of hydrogen. The first test piece and the second test piece are cylindrical and made of steel. When the first test piece and the second test piece are rotated around the central axis, the outer peripheral surface of the first test piece and the outer peripheral surface of the second test piece are in contact with each other through an oil film. The outer diameter of the first test piece is 20 mm or less. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、耐水素性評価試験方法に関する。 The present invention relates to a hydrogen resistance evaluation test method.
転がり軸受がすべりを伴う条件下において使用された場合、潤滑剤や潤滑剤に混入した水の分解（以下においては、このような反応を、水素発生反応という）により発生した水素が、転動面及び軌道面から転動体及び軌道輪の内部に侵入することがある。特に、転動体と軌道輪との金属接触により金属新生面が露出すると、水素発生反応及び水素発生反応により発生した水素の転動体及び軌道輪の内部への侵入がより促進される。このような水素の侵入は、水素脆性起因の早期剥離につながる場合がある。転動体及び軌道輪に侵入した水素の中でも、拡散性水素は、水素脆性起因の早期剥離に対する影響が大きい。これは、拡散性水素が、転動体及び軌道輪を構成する鋼中で比較的自由に移動することができるためである。 When rolling bearings are used under conditions that involve sliding, the hydrogen generated by the decomposition of the lubricant and water mixed in the lubricant (hereinafter, this reaction is referred to as the hydrogen generation reaction) In some cases, the rolling element and the race ring may enter from the raceway surface. In particular, when the new metal surface is exposed due to metal contact between the rolling element and the race, the hydrogen generation reaction and the penetration of hydrogen generated by the hydrogen generation reaction into the rolling element and the race are further promoted. Such hydrogen intrusion may lead to early peeling due to hydrogen embrittlement. Among the hydrogen that has entered the rolling elements and the raceway, diffusible hydrogen has a great influence on early peeling due to hydrogen embrittlement. This is because diffusible hydrogen can move relatively freely in the steel constituting the rolling elements and the race.
金属新生面を積極的に露出させることによって材料に侵入した拡散性水素を測定し、材料の耐水素性を評価する手法として、特許文献１（特開２０１３−２３４８３３号公報）に記載されている方法及び非特許文献１（木南俊哉、水素脆性型の転動疲労強度に及ぼす侵入水素の影響、大同特殊鋼技報 Vol.84、No.1、第５５頁〜第６０頁、２０１３年）に記載されている方法が知られている。 As a method for measuring diffusible hydrogen that has entered a material by positively exposing a new metal surface and evaluating the hydrogen resistance of the material, a method described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-234833) and Non-Patent Document 1 (Toshiya Kinan, Effect of Intrusion Hydrogen on Rolling Fatigue Strength of Hydrogen Brittle Type, Daido Special Steel Technical Report Vol.84, No.1, pp. 55-60, 2013) There are known ways.
特許文献１に記載の方法においては、試験片の表面に摺動部材を押し付けるとともに、摺動部材を試験片の表面で摺動させる。これにより、試験片の表面で水素を発生させるとともに、水素を試験片の内部に侵入させる。そして、試験片を透過した水素を検出することにより、材料の耐水素性を評価している。
In the method described in
非特許文献１に記載の方法においては、ローラチッピング試験（すべりを与えた２円筒転動疲労試験）が行われている。非特許文献１に記載の方法においては、当該試験で水素脆性起因の早期剥離を再現するとともに、当該試験中に試験片に侵入した拡散性水素を検出することにより、材料の耐水素性を評価している。
In the method described in Non-Patent
特許文献１に記載の方法においては、試験片と摺動部材との直接的な接触で発生し、試験片に侵入し、かつ試験片を透過した水素を検知対象としている。そのため、特許文献１に記載の方法によると、例えば潤滑剤の影響を考慮することができない。また、特許文献１に記載の方法は、摺動モードにおける分析方法であり、転がり軸受に対する耐水素性の評価方法としては、必ずしも現実に即しているとはいえない。
In the method described in
非特許文献１に記載の方法に用いられる試験片の外径は、大きい（より具体的には、２６ｍｍである）。通常、水素分析装置が測定可能な試験片の大きさは、外径２０ｍｍ以下である。そのため、非特許文献１に記載の方法によると、拡散性水素の測定にあたり、試験片を切断する必要がある。
The outer diameter of the test piece used in the method described in Non-Patent
なお、非特許文献１に記載の方法においては、試験片の回転数が高く（より具体的には７５０〜１５００回転／ｍｉｎ程度である）。試験温度が高い（より具体的には９０℃である）。そのため、試験片の焼き付きを防止するため、温度を管理した潤滑油を大量に供給する付帯設備が必要となる。
In the method described in Non-Patent
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、拡散性水素の測定にあたって試験片を切断する必要がない耐水素性評価試験方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. More specifically, the present invention provides a hydrogen resistance evaluation test method that does not require cutting a test piece in measuring diffusible hydrogen.
本発明の一態様に係る耐水素性評価試験方法は、第１試験片を中心軸周りに回転させる工程と、第２試験片を中心軸周りに第１試験片に対して相対的に回転させる工程と、第１試験片及び第２試験片の外周面に潤滑油を供給して油膜を形成する工程とを有する転がりすべり試験を実施する工程と、第１試験片中の拡散性水素量を測定する工程とを備える。第１試験片及び第２試験片は、円筒状かつ鋼製である。第１試験片及び第２試験片が中心軸周りに回転している際、第１試験片の外周面と第２試験片の外周面とは、油膜を介して接触する。第１試験片の外径は、２０ｍｍ以下である。 The hydrogen resistance evaluation test method according to an aspect of the present invention includes a step of rotating the first test piece around the central axis and a step of rotating the second test piece relative to the first test piece around the central axis. Measuring the amount of diffusible hydrogen in the first test piece, and a step of performing a rolling slip test including supplying a lubricating oil to the outer peripheral surfaces of the first test piece and the second test piece to form an oil film. And a step of performing. The first test piece and the second test piece are cylindrical and made of steel. When the first test piece and the second test piece are rotated around the central axis, the outer peripheral surface of the first test piece and the outer peripheral surface of the second test piece are in contact with each other through an oil film. The outer diameter of the first test piece is 20 mm or less.
上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片及び第２試験片が中心軸周りに回転している際、第１試験片及び第２試験片の温度は、４０℃以下であってもよい。 In the hydrogen resistance evaluation test method described above, when the first test piece and the second test piece rotate around the central axis, the temperature of the first test piece and the second test piece may be 40 ° C. or less. Good.
上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片の中心軸周りの回転による周速をｕＤとし、第２試験片の中心軸周りの回転による周速をｕＦとした場合に、（ｕＤ−ｕＦ）／｛（ｕＤ＋ｕＦ）／２｝×１００の絶対値は、１以上であってもよい。 In the hydrogen resistance evaluation test method described above, when the peripheral speed by rotation around the central axis of the first test piece is u D and the peripheral speed by rotation around the central axis of the second test piece is u F , ( The absolute value of u D −u F ) / {(u D + u F ) / 2} × 100 may be 1 or more.
上記の耐水素性評価試験方法においては、油膜の油膜パラメータは、０．１５以下であってもよい。 In the hydrogen resistance evaluation test method described above, the oil film parameter of the oil film may be 0.15 or less.
上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片の中心軸周りの回転速度は、１００回転／ｍｉｎ以下であってもよい。 In the hydrogen resistance evaluation test method described above, the rotational speed around the central axis of the first test piece may be 100 revolutions / min or less.
上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片と第２試験片との最大接触応力は２．５ＧＰａ以上であってもよい。 In the above hydrogen resistance evaluation test method, the maximum contact stress between the first test piece and the second test piece may be 2.5 GPa or more.
上記の耐水素性評価試験方法においては、潤滑油は、潤滑油を含浸させた布部材を第１試験片の外周面及び第２試験片の外周面の少なくとも一方に接触させることにより供給されてもよい。 In the hydrogen resistance evaluation test method, the lubricating oil may be supplied by bringing the cloth member impregnated with the lubricating oil into contact with at least one of the outer peripheral surface of the first test piece and the outer peripheral surface of the second test piece. Good.
本発明の一態様に係る耐水素性評価試験方法によると、試験片を切断することなく、拡散性水素の測定を行うことができる。 According to the hydrogen resistance evaluation test method of one embodiment of the present invention, diffusible hydrogen can be measured without cutting the test piece.
図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。以下の図面において、同一又は相当する部分に同一符号を付し、その説明は繰り返さないものとする。 Details of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts, and the description thereof will not be repeated.
（試験片）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験方法において用いられる試験片を説明する。
(Test pieces)
Below, the test piece used in the rolling slip test method which concerns on embodiment is demonstrated.
図１は、第１試験片１の斜視図である。図１に示すように、第１試験片１は、円筒状である。第１試験片１は、外径Ｄ１を有している。外径Ｄ１は、２０ｍｍ以下である。第１試験片１は、転がりすべり試験方法が実施された後に拡散性水素の測定に供される試験片である。
FIG. 1 is a perspective view of the
第１試験片１は、鋼により構成されている。第１試験片１を構成する鋼は、例えばＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定める高炭素クロム軸受鋼である。第１試験片１を構成する鋼は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定めるＳＵＪ２又はＳＵＪ３であってもよい。
The
図２は、第２試験片２の斜視図である。図２に示すように、第２試験片２は、円筒状である。第２試験片２は、外径Ｄ２を有している。外径Ｄ２は、外径Ｄ１よりも大きいことが好ましい。外径Ｄ２は、例えば８０ｍｍである。
FIG. 2 is a perspective view of the
第２試験片２は、鋼により構成されている。第２試験片２を構成する鋼は、例えばＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定める高炭素クロム軸受鋼である。第２試験片２を構成する鋼は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定めるＳＵＪ２又はＳＵＪ３であってもよい。
The
（試験装置）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験方法に用いられる転がりすべり試験装置３を説明する。
(Test equipment)
Below, the rolling
図３は、転がりすべり試験装置３の模式図である。図３に示すように、転がりすべり試験装置３は、第１サーボモータ３１と、第１ベルト３２と、第１スピンドル３３と、第２サーボモータ３４と、第２ベルト３５と、第２スピンドル３６とを有している。
FIG. 3 is a schematic diagram of the rolling
第１サーボモータ３１の回転軸は、第１ベルト３２に連結されている。第１スピンドル３３の一方端は、第１ベルト３２に連結されている。これにより、第１サーボモータ３１は、第１スピンドル３３を中心軸周りに回転させる。
The rotating shaft of the
第１スピンドル３３の他方端には、第１試験片１が取り付けられている。したがって、第１サーボモータ３１は、第１試験片１を中心軸周りに回転させる。
The
第２サーボモータ３４の回転軸は、第２ベルト３５に連結されている。第２スピンドル３６の一方端は、第２ベルト３５に連結されている。これにより、第２サーボモータ３４は、第２スピンドル３６を中心軸周りに回転させる。
The rotation shaft of the
第２スピンドル３６の他方端には、第２試験片２が取り付けられている。したがって、第２サーボモータ３４は、第２試験片２を中心軸周りに回転させる。
The
第１試験片１及び第２試験片２は、各々の外周面が、後述の油膜を介して接触するように配置されている。すなわち、第１試験片１及び第２試験片２は、各々の外周面が油膜を介して接触した状態で中心軸周りに回転する。第１試験片１及び第２試験片２の周速は、互いに異なるように設定される。すなわち、第２試験片２は、中心軸周りに第１試験片１に対して相対的に回転する。これにより、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との間に、すべりが生じる。
The
図３中には図示されていないが、第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面には潤滑油が供給される。潤滑油の供給は、例えば潤滑油を含浸させた布部材を第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面の少なくとも一方に接触させることにより行われる。この布部材は、例えばフェルトパッドである。潤滑油の供給により、第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面には、油膜が形成される。潤滑油には、例えば軸受油が用いられる。
Although not shown in FIG. 3, lubricating oil is supplied to the outer peripheral surface of the
（試験条件）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験方法における試験条件を説明する。
(Test conditions)
The test conditions in the rolling slip test method according to the embodiment will be described below.
すべり率は、第１試験片１の中心軸周りの回転による周速をｕＤ、第２試験片２の中心軸周りの回転による周速をｕＦとした場合に、（ｕＤ−ｕＦ）／｛（ｕＤ＋ｕＦ）／２｝×１００により算出される。すべり率の絶対値は、３０パーセント以上であることが好ましい。
The slip ratio is expressed as (u D −u F) , where u D is the peripheral speed due to rotation around the central axis of the
周速ｕＤは、第１試験片１の中心軸周りの回転速度と外径Ｄ１の積により算出される。周速ｕＦは、第２試験片２の中心軸周りの回転速度と外径Ｄ２の積により算出される。そのため、すべり率は、第１サーボモータ３１の回転数、第２サーボモータ３４の回転数、外径Ｄ１及び外径Ｄ２を適宜変更することにより、調整することができる。
Peripheral speed u D is calculated by the product of the rotational speed and the outer diameter D1 about the central axis of the
第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面に形成される油膜の油膜パラメータΛは、ｈ０／（σ１ ２＋σ２ ２）１／２により算出される。ｈ０は最小油膜厚さである。σ１は、第１試験片１の外周面における表面の算術平均粗さの標準偏差である。σ２は、第２試験片２の外周面における表面の算術平均粗さの標準偏差である。σ１及びσ２は、表面粗さ測定器により測定される。
The oil film parameter Λ of the oil film formed on the outer peripheral surface of the
ｈ０は、Chittendenらの式により算出される。より具体的には、ｈ０はＲｘ×０．３６８×Ｕ０．６８×Ｇ０．４９×Ｗ−０．０７３×［１−ｅｘｐ｛−１．２３×（Ｒｙ／Ｒｘ｝２／３｝］により算出される。 h 0 is calculated by the equation of Chittenden et al. More specifically, h 0 is R x × 0.368 × U 0.68 × G 0.49 × W −0.073 × [1-exp {−1.23 × (R y / R x } 2 / 3 }].
Ｒｘは、流れの方向の等価曲率半径であり、Ｒｙは、流れに直交する方向の等価曲率半径である。Ｒｘは、１／Ｒｘ＝（１／Ｒｘ１）＋（１／Ｒｘ２）により算出され、Ｒｙは、１／Ｒｙ＝（１／Ｒｙ１）＋（１／Ｒｙ２）により算出される。Ｒｘ１は、第１試験片１の流れ方向の曲率半径であり、Ｒｘ２は、第２試験片２の流れ方向の曲率半径であり、Ｒｙ１は、第１試験片１の流れに直交する方向の曲率半径であり、Ｒｙ２は、第２試験片２の流れに直交する方向の曲率半径である。Ｕは速度パラメータであり、（η０×ｕ）／（Ｅ’×Ｒｘ）により算出される。η０は、常圧粘度である。η０は、ρ×νにより算出される。ρは潤滑油の密度であり、νは潤滑油の動粘度である。ｕは、周速ｕＤ及び周速ｕＦの平均値である。Ｅ’は等価ヤング率である。Ｅ’は、２／Ｅ’＝｛（１−ν１ ２）／Ｅ１｝＋｛（１−ν２ ２）／Ｅ２｝により算出される。Ｅ１は第１試験片１のヤング率であり、Ｅ２は第２試験片２のヤング率である。ν１は、第１試験片１のポワソン比であり、ν２は、第２試験片２のポワソン比である。
R x is the equivalent radius of curvature in the direction of flow, and R y is the equivalent radius of curvature in the direction perpendicular to the flow. R x is calculated by 1 / R x = (1 / R x1 ) + (1 / R x2 ), and R y is calculated by 1 / R y = (1 / R y1 ) + (1 / R y2 ). Is done. R x1 is the radius of curvature of the
Ｇは材料パラメータであり、α×Ｅ’により算出される。αは、粘度圧力係数である。αは、Ｗｕ−Ｋｌａｕｓ−Ｄｕｄａの式により算出される。より具体的には、αは、（０．１６５７＋０．２３３２×ｌｏｇ１０ν）×ｍ×１０−８により算出される。νは潤滑油の動粘度である。ｍは、潤滑油によって定まる定数であり、Ｗａｌｔｈｅｒ−ＡＳＴＭの式により算出される。より具体的には、ｍは、ｌｏｇ１０｛ｌｏｇ１０（ν＋０．７）｝＝−ｍ×ｌｏｇ１０Ｔ＋Ｋにより算出される。Ｔは、温度であり、Ｋは潤滑油により定める定数である。２つの温度及び当該２つの温度における動粘度をＷａｌｔｈｅｒ−ＡＳＴＭの式に代入し、連立方程式を解くことにより、ｍ及びＫの値を算出することができる。Ｗは、荷重パラメータであり、ｗ／（Ｅ’×Ｒｘ ２）により算出される。ｗは荷重である。 G is a material parameter and is calculated by α × E ′. α is a viscosity pressure coefficient. α is calculated by the equation of Wu-Klaus-Duda. More specifically, α is calculated by (0.1657 + 0.2332 × log 10 ν) × m × 10 −8 . ν is the kinematic viscosity of the lubricating oil. m is a constant determined by the lubricating oil, and is calculated by the equation of Walter-ASTM. More specifically, m is calculated by log 10 {log 10 (ν + 0.7)} = − m × log 10 T + K. T is a temperature and K is a constant determined by the lubricating oil. The values of m and K can be calculated by substituting the two temperatures and the kinematic viscosities at the two temperatures into the equation of Walter-ASTM and solving the simultaneous equations. W is a load parameter and is calculated by w / (E ′ × R x 2 ). w is a load.
油膜パラメータΛは、０．３４以下であることが好ましい。油膜パラメータΛは、０．１５以下であることがさらに好ましい。 The oil film parameter Λ is preferably 0.34 or less. The oil film parameter Λ is more preferably 0.15 or less.
第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、１００回転／ｍｉｎ以下であることが好ましい。第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、５０回転／ｍｉｎ以上であることが好ましい。第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、６．５回転／ｍｉｎ以上２５回転／ｍｉｎ以下であることが好ましい。
The rotational speed around the central axis of the
第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は、２．５ＧＰａ以上であることが好ましい。第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は、ヘルツの式にしたがって算出される。
The maximum contact stress between the outer peripheral surface of the
試験時間は、例えば２００分以下である。試験時間は、１４０分以下であってもよい。試験時間は、中心軸周りに回転している第１試験片１及び第２試験片２の外周面が油膜を介して互いに接触している時間により算出される。なお、試験は、第１試験片１の中心軸周りの回転数の合計が所定の値に達するまで行われてもよい。この所定の値は、例えば２００００回である。
The test time is, for example, 200 minutes or less. The test time may be 140 minutes or less. The test time is calculated by the time during which the outer peripheral surfaces of the
（拡散性水素の測定方法）
以下に、拡散性水素の測定方法を説明する。
(Method for measuring diffusible hydrogen)
Below, the measuring method of diffusible hydrogen is demonstrated.
第１試験片１中の拡散性水素の量は、転がりすべり試験を行った後に測定される。第１試験片１中の拡散性水素の量は、昇温脱離分析を行うことにより測定される。この昇温脱離分析においては、第１試験片１の温度は、室温から２００℃に達するまで昇温される。昇温脱離試験における昇温速度は、１００℃／ｈである。この昇温過程において第１試験片１から放出される水素量の積分値に基づいて、第１試験片１中の拡散性水素の量が測定される。
The amount of diffusible hydrogen in the
（実験結果）
以下に、各試験条件を変化させて転がりすべり試験を行った後における第１試験片１中の拡散性水素量の測定結果を示す。
(Experimental result)
Below, the measurement result of the amount of diffusible hydrogen in the
＜第１試験＞
第１試験における試験条件を表１に示す。表１に示すように、第１試験において、第１試験片１及び第２試験片２に用いられる鋼は、ＳＵＪ２である。外径Ｄ１は、２０ｍｍであり、外径Ｄ２は、８０ｍｍである。第１試験片１及び第２試験片２の外周面における算術平均粗さは、０．０２μｍである。第１試験片１の外周面は、中心軸に沿う断面視において、直線状である。第２試験片２の外周面は、中心軸に沿う断面視において、１０ｍｍの曲率半径を有する曲線状である。
<First test>
Table 1 shows the test conditions in the first test. As shown in Table 1, in the first test, the steel used for the
第１試験において、第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、１００回転／ｍｉｎである。第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、１３．５回転／ｍｉｎである。第１試験において、すべり率は、６０パーセントである。第１試験において、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は、３．０ＧＰａである。試験時間は、２００分である。油膜パラメータΛは、０．１３、０．１５、０．３４、０．６４又は０．７６である。
In the first test, the rotation speed around the central axis of the
図４は、第１試験の試験結果を示すグラフである。図４中において、横軸は油膜パラメータΛとされ、縦軸は拡散性水素量とされた。図４に示すように、油膜パラメータΛが０．３４以上の範囲内においては、拡散性水素が検出されなかった。他方、油膜パラメータΛが０．３４未満の範囲内においては、拡散性水素が検出された。この比較から、油膜パラメータΛが０．３４未満の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。
FIG. 4 is a graph showing the test results of the first test. In FIG. 4, the horizontal axis is the oil film parameter Λ, and the vertical axis is the amount of diffusible hydrogen. As shown in FIG. 4, diffusible hydrogen was not detected when the oil film parameter Λ was in the range of 0.34 or more. On the other hand, in the range where the oil film parameter Λ is less than 0.34, diffusible hydrogen was detected. From this comparison, it was experimentally clarified that diffusible hydrogen can be introduced into the
＜第２試験＞
第２試験における試験条件を表２に示す。表２に示すように、第２試験の試験条件は、第１試験片１、第２試験片２、回転速度及び試験時間に関して、第１試験の試験条件と共通している。
<Second test>
Table 2 shows the test conditions in the second test. As shown in Table 2, the test conditions of the second test are common to the test conditions of the first test with respect to the
第２試験において、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は２．０ＧＰａ、２．３ＧＰａ、２．５ＧＰａ、３．０ＧＰａ又は３．５ＧＰａである。第２試験において、すべり率は、６０パーセントである。第２試験において、潤滑油としてＪＩＳ Ｋ ２００１：１９９３に定めるＶＧ５に準拠したものが用いられた。第２試験における油膜パラメータは、０．１４以下である。
In the second test, the maximum contact stress between the outer peripheral surface of the
図５は、第２試験の試験結果を示すグラフである。図５中において、横軸は第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力とされ、縦軸は拡散性水素量とされた。図５に示すように、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力が２．５ＧＰａ以上の範囲内においては、拡散性水素が検出された。このことから、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力が少なくとも２．５ＧＰａ以上の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。
FIG. 5 is a graph showing the test results of the second test. In FIG. 5, the horizontal axis represents the maximum contact stress between the outer peripheral surface of the
＜第３試験＞
第３試験における試験条件を表３に示す。表３に示すように、第３試験の試験条件は、第１試験片１、第１試験片１の回転速度及び第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力に関して、第１試験の試験条件と共通している。
<Third test>
Table 3 shows the test conditions in the third test. As shown in Table 3, the test conditions of the third test are the
第３試験において、第２試験片２の外周面における表面の算術平均粗さは、０．６μｍである。第３試験において、第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、１３．５回転／ｍｉｎ、１８．５回転／ｍｉｎ、２２．６回転／ｍｉｎ、２３．８回転／ｍｉｎ、２４．７回転／ｍｉｎ、２５回転／ｍｉｎ又は２５．３回転／ｍｉｎである。第３試験において、すべり率は、−１パーセント、０パーセント、１パーセント、５パーセント、１０パーセント、３０パーセント又は６０パーセントである。第３試験において、潤滑油としてＪＩＳ Ｋ ２００１：１９９３に定めるＶＧ５に準拠したものが用いられた。第３試験における油膜パラメータは、０．００７以下である。第２試験において、試験時間は、６０分である。
In the third test, the arithmetic average roughness of the outer peripheral surface of the
図６は、第３試験の試験結果を示すグラフである。図６中において、横軸はすべり率であり、縦軸は拡散性水素量である。図６に示すように、すべり率が−１パーセントの場合及びすべり率が１パーセント以上の場合に、拡散性水素が検出された。このことから、すべり率の絶対値が１パーセント以上の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。
FIG. 6 is a graph showing the test results of the third test. In FIG. 6, the horizontal axis is the slip ratio, and the vertical axis is the amount of diffusible hydrogen. As shown in FIG. 6, diffusible hydrogen was detected when the slip ratio was -1% and when the slip ratio was 1% or more. From this, it is experimentally clarified that diffusible hydrogen can be introduced into the
＜第４試験＞
第４試験における試験条件を表４に示す。表４に示すように、第４試験の試験条件は、第１試験片１、第２試験片２及び第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力に関しては、第１試験の試験条件と共通している。
<4th test>
Table 4 shows the test conditions in the fourth test. As shown in Table 4, the test conditions of the fourth test are the maximum contact stress between the outer peripheral surface of the
第４試験において、第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、５０回転／ｍｉｎ又は１００回転／ｍｉｎである。第４試験において、第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が５０回転／ｍｉｎである場合、６．８回転／ｍｉｎであり、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が１００回転／ｍｉｎである場合、１３．５回転／ｍｉｎである。すなわち、第２試験片２の回転速度は、すべり率が一定となるように、第１試験片１の中心軸周りの回転速度に応じて調整されている。
In the fourth test, the rotation speed around the central axis of the
第４試験において、すべり率は６０パーセントである。第４試験において、潤滑油として、ＪＩＳ Ｋ ２００１：１９９３に定めるＶＧ５に準拠したものが用いられた。第４試験における油膜パラメータは、０．１２以下である。第４試験は、第１試験片１の中心軸周りの回転数の合計が２００００回転に達するまで行われた。
In the fourth test, the slip ratio is 60%. In the fourth test, a lubricant that conforms to VG5 defined in JIS K 2001: 1993 was used. The oil film parameter in the fourth test is 0.12 or less. The fourth test was performed until the total number of rotations around the central axis of the
図７は、第４試験の試験結果を示すグラフである。図７中において、横軸は第１試験片１の中心軸周りの回転速度であり、縦軸は拡散性水素量である。図７に示すように、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が５０回転／ｍｉｎ以上１００回転／ｍｉｎ以下の範囲内においては、拡散性水素が検出された。このことから、少なくとも第１試験片１の中心軸周りの回転速度が５０回転／ｍｉｎ以上１００回転／ｍｉｎ以下の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。
FIG. 7 is a graph showing the test results of the fourth test. In FIG. 7, the horizontal axis represents the rotational speed around the central axis of the
（転がりすべり試験方法の効果）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験の効果を説明する。
(Effect of rolling slip test method)
Below, the effect of the rolling slip test which concerns on embodiment is demonstrated.
上記のとおり、第１試験片１の外径Ｄ１は、２０ｍｍ以下である。通常、水素分析装置に投入できる試験片の寸法は、外径２０ｍｍ以下である。そのため、実施形態に係る転がりすべり試験によると、第１試験片１を切断することなく、転がりすべり試験により導入された拡散性水素の測定を行うことができる。
As described above, the outer diameter D1 of the
実施形態に係る転がりすべり試験においては、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が遅い場合（例えば１００回転／ｍｉｎ以下）であっても、転がりすべり試験を行うことにより、拡散性水素を第１試験片１に導入することができる。その結果、実施形態に係る転がりすべり試験においては、試験時における第１試験片１及び第２試験片２の温度を、４０℃以下とすることができる。そのため、実施形態に係る転がりすべり試験においては、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との間の焼き付きを防止するための付帯設備（例えば油温管理の設備や潤滑油の循環設備）を不要とすることができる。
In the rolling slip test according to the embodiment, even when the rotational speed around the central axis of the
以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment can be variously modified. Further, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
上記の実施形態は、転がりすべり試験方法に特に有利に適用される。 The above embodiment is particularly advantageously applied to the rolling slip test method.
１ 第１試験片、２ 第２試験片、３ 転がりすべり試験装置、３１ 第１サーボモータ、３２ 第１ベルト、３３ 第１スピンドル、３４ 第２サーボモータ、３５ 第２ベルト、３６ 第２スピンドル、Λ 油膜パラメータ、Ｄ１，Ｄ２ 外径、ｕＤ，ｕＦ 周速。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第１試験片を切断することなく前記第１試験片中の拡散性水素量を測定する工程とを備え、
前記第１試験片及び前記第２試験片が中心軸周りに回転している際、前記第１試験片の外周面と前記第２試験片の外周面とは、前記油膜を介して接触し、
前記第１試験片の外径は、２０ｍｍ以下である、耐水素性評価試験方法。 A step of rotating the cylindrical and steel first test piece around the central axis, and a step of rotating the cylindrical and steel second test piece relative to the first test piece around the central axis. And a step of supplying a lubricating oil to the outer peripheral surfaces of the first test piece and the second test piece and forming an oil film, and carrying out a rolling slip test,
Measuring the amount of diffusible hydrogen in the first test piece without cutting the first test piece,
When the first test piece and the second test piece are rotating around a central axis, the outer peripheral surface of the first test piece and the outer peripheral surface of the second test piece are in contact with each other via the oil film,
The outer diameter of the first test piece is a hydrogen resistance evaluation test method that is 20 mm or less.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6683301B1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-04-15 | 日本精工株式会社 | Hydrogen environment degree judgment method and white tissue damage possibility prediction method |
| WO2020110593A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 日本精工株式会社 | Ambient-hydrogen-level assessment method and white-structure-damage-likelihood prediction method |
| CN111999465A (en) * | 2020-09-10 | 2020-11-27 | 南通辰同智能科技有限公司 | Adjusting mechanism of UT probe on bearing ring flaw detector |
| JP7188663B1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-12-13 | 日本精工株式会社 | Measuring device used for evaluating the possibility of detachment of white tissue |
| WO2022270248A1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | 日本精工株式会社 | Method for evaluating probability of white material flaking, and measuring device used in said evaluation method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009243974A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method and apparatus for measuring concentration of hydrogen of tubular member |
| JP2010014473A (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Ntn Corp | Detection method of detecting temporal change generated when contact fatigue damage is generated |
| JP2011225936A (en) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Daido Steel Co Ltd | Carbonitrided steel of hydrogen embrittlement type having excellent surface fatigue strength |
| JP2012176434A (en) * | 2011-02-02 | 2012-09-13 | Kobe Steel Ltd | Weld metal having excellent sensitivity to hydrogen embrittlement resistance |
| JP2013112834A (en) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Bearing steel |
| JP2014085153A (en) * | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Ntn Corp | Lifetime evaluation method and lifetime evaluation device of rolling component |
-
2018
- 2018-08-20 JP JP2018154094A patent/JP7138512B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009243974A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method and apparatus for measuring concentration of hydrogen of tubular member |
| JP2010014473A (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Ntn Corp | Detection method of detecting temporal change generated when contact fatigue damage is generated |
| JP2011225936A (en) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Daido Steel Co Ltd | Carbonitrided steel of hydrogen embrittlement type having excellent surface fatigue strength |
| JP2012176434A (en) * | 2011-02-02 | 2012-09-13 | Kobe Steel Ltd | Weld metal having excellent sensitivity to hydrogen embrittlement resistance |
| JP2013112834A (en) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Bearing steel |
| JP2014085153A (en) * | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Ntn Corp | Lifetime evaluation method and lifetime evaluation device of rolling component |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6683301B1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-04-15 | 日本精工株式会社 | Hydrogen environment degree judgment method and white tissue damage possibility prediction method |
| WO2020110593A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 日本精工株式会社 | Ambient-hydrogen-level assessment method and white-structure-damage-likelihood prediction method |
| US11828698B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-11-28 | Nsk Ltd. | Ambient-hydrogen-level assessment method and white-structure-damage-likelihood prediction method |
| CN111999465A (en) * | 2020-09-10 | 2020-11-27 | 南通辰同智能科技有限公司 | Adjusting mechanism of UT probe on bearing ring flaw detector |
| JP7188663B1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-12-13 | 日本精工株式会社 | Measuring device used for evaluating the possibility of detachment of white tissue |
| WO2022270248A1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | 日本精工株式会社 | Method for evaluating probability of white material flaking, and measuring device used in said evaluation method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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