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日本工業規格

JIS

 G

0566

-1980

鋼の火花試験方法

Method of Spark Test for Steels

1.

適用範囲  この規格は,鋼塊,鋼片,鋼材及びその他の鋼製品(以下,試験品という。)のグラインダ

による火花試験(以下,試験という。

)方法について規定する。

引用規格: 

JIS R 6210

  ビトリファイド研削といし

2.

目的  試験は試験品について,鋼種の推定又は異材の鑑別を行うのを目的とする。

3.

用語の意味  この規格に用いる主な用語の意味は,次のとおりとする。

(1)

鋼種の推定  鋼種不明の試験品について試験を行い,いかなる鋼種に該当するかを推定すること。

(2)

異材の鑑別  異材混入のおそれのある試験品を試験して,異材を鑑別すること,又は異材が混入して

いないことを確認すること。

4.

火花の形及び名称  火花の形及び名称は,図 のとおりとする。

図 1  火花の形及び名称

5.

器具

5.1

試験器具  試験の条件をそろえるために,常に同一の器具を使用するようにつとめなければならな

い。

5.2

グラインダ  電動形,圧縮空気形のいずれでもよく,固定式でも可動式でもよいが,観察するのに

十分な火花を放出させる能力を有し,研削及び観察を安全に行い得るものでなければならない。

5.3

といし  JIS R 6210(ビトリファイド研削といし)に規定する粒度 36 又は 46,結合度 P 又は Q 程度

のといしを用い,原則として 20m/s 以上の円周速度で使用する。


2

G 0566-1980

5.4

補助器具  風の影響を防ぎ直射光を避け,又は周囲の明るさを調節する必要があるときは,暗幕,

ついたて,可動暗箱を使用するのがよい。

6.

標準試料

6.1

化学成分既知の棒鋼などを各種用意して,標準試料とするのがよい。

6.2

標準試料の化学成分の決定は,日本工業規格の定める分析方法による。

6.3

標準試料は,脱炭層,浸炭層,窒化層,ガス切断層,スケールなどを除き,その鋼種を代表する火

花を発生するものでなければならない。

6.4

標準試料は,試験品と同様な履歴であることが望ましい。

7.

試験方法

7.1

試験通則

7.1.1

試験は常に同一器具を使用し,同一条件で行うようにつとめなければならない。

7.1.2

試験は,原則として適当に薄暗い室内で行う。屋外又は明るい場所で行う場合には,補助器具を用

いて,

火花に直射光の当たるのを防ぎ,

背景の明るさが火花の色又は明るさに影響しないように調節する。

7.1.3

試験を行う際には,風の影響を避ける必要がある。特に風上に向かって火花を放出させてはならな

い。

7.1.4

試験品の研削は,母材の化学成分を代表する火花を生じる部分において行わなければならない。鋼

材の表面の脱炭層,浸炭層,窒化層,ガス切断層,スケールなどは母材と異なる火花を生じるから,この

部分を避けなければならない。

7.1.5

試験品をグラインダに押しつける圧力又はグラインダを試験品に押しつける圧力は,できる限り等

しくなければならない。押圧力は C 0.2%程度の炭素鋼の火花の長さが,原則として 500mm 程度になるよ

うにする。

7.1.6

火花は水平又は斜め上方に飛ばし,観察は,原則として見送り式(

1

)

又は傍見式(

2

)

で行う。

(

1

)

前方に火花を飛ばし,流線の後方から火花を観察する方法をいう。

(

2

)

流線を横から観察する方法をいう。

7.1.7

火花を観察するには,根本,中央,先端の各部分にわたり,流線,破裂の特徴について,次の項目

に基づいて注意深く観察しなければならない。

(1)

流線(色,明るさ,長さ,太さ,数)

(2)

破裂(形,大きさ,数,花粉)

(3)

手ごたえ

7.2

鋼種推定試験

7.2.1

鋼種の推定を行う場合には,7.1

試験通則に従って試験を行い,8.  鋼種推定の基準に基づいて,流

線,破裂の特徴を観察し,炭素量及び合金元素の種類と量を推測して鋼種を推定する。

7.2.2

鋼種の推定は,8.2 に示す手順によるのがよい。

7.2.3

上記手順により鋼種を概略推定した後,更に推定した鋼種の標準試料と火花を比較して推定の結果

を補正する。

7.3

異材鑑別試験

7.3.1

試験品に該当する鋼種の標準試料について試験を行い,その火花を確認する。


3

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7.3.2

試験品全数について 7.1

試験通則に従って試験を行い,8.鋼種推定の基準に基づいて火花を観察し,

次のように処理する。

(1)

すべての観察項目について,標準試料と差異のないときは,異材の混入はないものと推定する。

(2)

観察項目の一つ以上に標準試料と明白な差異を認めるときは,その差異のあるものを異材として区別

する。

(3)

観察項目中に,全く等しいとはいえないものが生じた場合には,更に分析試験又は他の試験を併用し

て確認を行わなければならない。

8.

鋼種推定の基準

8.1

鋼種推定方法  次に示す火花特性及び火花スケッチ例を参考として,標準試料と比較して鋼種を推

定する。

(1)

炭素鋼の火花特性  表 1,図 2,図 に炭素鋼の火花特性を示す。

(2)

炭素鋼の火花スケッチ例  付図 1-1∼付図 1-8 に炭素鋼の火花スケッチ例を示す(

3

)

また,

付図 1-9 及び付図 1-10 にリムド鋼の火花スケッチ例を示す。

(

3

)

特に記載のない限り,火花スケッチ例はキルド鋼とする。

表 1  炭素鋼の火花特性表

(

4

)

破裂はないが、とげは認められる。


4

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図 2  炭素鋼の火花特性図

図 3  炭素鋼火花の特徴(炭素破裂)


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(3)

合金元素の火花特性  表 及び図 に合金元素の火花特性を示す。

(4)

合金鋼の火花スケッチ例  付図 2-1∼付図 2-30 に合金鋼の火花スケッチ例を示す。

表 2  火花特性に及ぼす合金元素の影響

流線

破裂

特徴

影響

大別

合金

元素

明るさ

長さ

太さ

花粉

手ごたえ

位置

Mn

黄みの白色

明るい

短い

太い

白色

複雑,細か

い樹枝状

多い

あり

軟らかい

花粉

中央

Cr

だいだい色

暗い

短い

細い

だいだい色

菊状花

変わらない あり

硬い

先端

炭素

破裂

助長

V

変化少ない

変化少ない

細かい

多い

W

暗い赤色

暗い

短い

細い,波

状と断続

赤色

小滴

きつねの尾

少ない

なし

硬い

きつねの

先端

Si

黄色

暗い

短い

太い

白色

白玉

少ない

なし

白玉

中央

Ni

赤みの黄色

暗い

短い

細い

赤みの黄色

ふくれせん

少ない

なし

硬い

ふくれせ

ん光

中央

炭素

破裂

阻止

Mo

赤みのだい

だい色

暗い

短い

細い

赤みのだい

だい色.

やり先

少ない

なし

硬い

やり先

先端

図 4  合金元素による火花の特徴

8.2

甲種推定の手順

8.2.1

火花試験方法により鋼種を推定する手順を,

表 3-1 及び表 3-2 に示す。

8.2.2

まず炭素破裂の有無により,炭素鋼,低合金鋼の群と高合金鋼の群に大別する(

表 3-1 の第 1 分類

及び

表 3-2 の第 1 分類)。

8.2.3

炭素鋼,低合金鋼の場合

(1)

まず炭素破裂の多少によって C%を推定し,0.25%C 以下と,0.25%C を超え 0.5%C 以下と,0.5%C を


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超えるものとに大別する(

表 3-1 の第 2 分類)。

(2)

次に 0.5%C 以下ならば Ni, Cr, Si, Mn, Mo, 0.5%C を超えるものならば,前記元素のほかに W, V などが

含まれていることがあるので,これらの合金元素の有無を調べ,炭素鋼であるか低合金鋼であるかを

推定する(

表 3-1 の第 3 分類)。

(3)

低合金鋼ならば,合金元素の特徴を観察して,その種類と量から鋼種を推定する。

8.2.4

高合金鋼の場合  主として流線の色により,ステンレス鋼,耐熱鋼,高速度工具鋼,合金工具鋼に

分ける(

表 3-2 の第 2, 3 分類)。これらの高合金鋼には Ni, Cr, Mo, W, V, Co などが含まれているから,火花

の特徴により,合金元素の種類と量を観察して鋼種を推定する。

9.

火花試験で判別が困難及び不可能な鋼種  火花が極めてよく類似していて,鋼種の判別が非常に困難

なものや,判別のできないものがある。このような場合には,化学分析方法やその他の試験方法を併用し

て判別するとよい。

10.

安全  グラインダ及びその使用については,労働安全衛生法及び労働安全衛生規則に規定されている

から,これに従わなければならない。


7

G

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980

表 3  鋼種推定手順表 

(表 3-1

第 1 分類

第 2 分類

第 3 分類

鋼種推定

観察

特徴

分類

観察

特徴

分類

観察

特徴

分類

特徴

推定鋼種例

特殊火花

なし

炭素鋼 (S 10 C,S 15 CK)

普通鋼 (SS 41)

炭素火花

単味

炭素鋼

羽毛状

リムド鋼

ふくれせん光,分裂剣花 Ni

菊状花,手ごたえが硬い

根本付近の破裂がすっきり

Cr

数本破裂

0.25%C

以下

特殊火花

特殊火花

あり

低合金鋼

やり先 Mo

ニッケルクロム鋼 (SNC 415)

クロム鋼 (SCr 420)

クロムモリブデン鋼 (SCM 415)

特殊火花

なし

炭素火花

単味

炭素鋼

炭素鋼鍛鋼品 (SF 55)

炭素鋼 (S 30 C,S 45 C)

数本,数

段破裂

0.25%C

を 超 え

0.5%C

以下

特殊火花

特殊火花

あり

低合金鋼

ふくれせん光,分裂剣花

菊状花,手ごたえが硬い

根本付近の破裂がすっきり

やり先

Ni

Cr

Mo

ニッケルクロム鋼 (SNC 631)

クロム鋼 (SCr 440)

クロムモリブデン鋼 (SCM 440)

ニッケルクロムモリブデン鋼 (SNCM 447)

マンガンクロム鋼 (SMnC 443)

特殊火花

なし

炭素火花

単味

炭素鋼

炭素工具鋼 (SK 3,SK 5)

ばね鋼 (SUP 3,SUP 4)

菊状花,手ごたえが硬い

根本付近の破裂がすっきり

Cr

軸受鋼 (SUJ 1,SUJ 2,SUJ 3)

炭素破裂

の有無

炭素破裂

あり

炭素破裂

破裂の多

破裂多し

樹枝状

0.5%C

を 超 え

るもの

特殊火花

特殊火花

あり

低合金鋼

白玉 Si

ばね鋼 (SUP 6,SUP 7)


8

G

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(表 3-2

第 1 分類

第 2 分類

第 3 分類

鋼種推定

観察

特徴

分類

観察

特徴

分類

観察

特徴

分類

特徴

推定鋼種例

だいだい

色糸

だいだい

色糸

特殊火花

破裂なし

純鉄

SUY 1

(

5

)

磁石につく

SUS 420 J 2

赤みのだ

いだい色

だいだい

色系

特殊火花

先端ふくれ

ステンレス

磁石につきにくい SUS

304

特殊火花

破裂なし

先端ふくれ

耐熱鋼

SUH 3

裂花,小滴 SKH

2

破裂なし

裂花,小滴 SKH

3

裂花,小滴なし SKH

4

暗い赤色

特殊火花

断続波状流

高速度工具

先端ふくれ花つき SKH

9

特殊火花

白ひげつき

やり

合金工具鋼

(SKS 系)

SKS 2

,SKS 3,SKS 4

炭素破裂

の有無

破裂なし  流線系

流線の色

流線は細

暗い赤色

特殊火花

細かい菊状

花にぎやか

合金工具鋼

(SKD 系)

SKD 1

,SKD 11

(

5

)

電磁軟鉄


9

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付図 1  炭素鋼の火花スケッチ例

付図 1-1 

C Si Mn

約 0.05%C 鋼

0.05 0.14 0.28

1.

ほとんど流線だけで,流線自体が太く見える。

2.

破裂は 2 本破裂が若干認められる程度。

付図 1-2 

C Si Mn

約 0.1%C 鋼

0.09 0.25 0.45

1.

破裂は 3 本破裂,4 本破裂が認められる。

2.

全体的には流線が目立つ。

付図 1-3 

C Si Mn

約 0.2%C 鋼

0.23 0.23 0.43

1.

破裂は 3 本破裂 2 段咲きが認められる。

2.

全体的には流線が目立つ。


10

G 0566-1980

付図 1-4 

C Si Mn

約 0.3%C 鋼

0.32 0.24 0.74

1.

破裂は数本破裂 2 段咲きで,破裂の大きさがやや大きい。

2.

根本に小さな破裂が認められるようになる。

付図 1-5 

C Si Mn

約 0.4%C 鋼

0.41 0.22 0.70

1.

破裂は数本破裂 3 段咲き以上で,大きな複雑な破裂形体となる。

2.

流線は細く見える。

付図 1-6 

C Si Mn

約 0.5%C 鋼

0.51 0.26 0.75

1.

破裂は非常に大きく花粉がつく。

2.

流線は細く見え,多い。


11

G 0566-1980

付図 1-7 

C Si Mn

約 0.6∼0.8%C 鋼

0.74 0.24 0.33

1.

破裂は小さな複雑な破裂となり,数は多い。

2.

流線は短く,赤みを帯びる。

付図 1-8 

C Si Mn

約 0.9∼1.2%C 鋼

1.03 0.21 0.34

1.

破裂は非常に小さく,数は非常に多い。

2.

流線は短く,更に赤みを帯びる。

付図 1-9 

C Si Mn

リムド鋼 (1)

0.08 0.01

以下

0.37

1.

それぞれの流線には,とげ状の破裂が数箇所に認められる。

最先端部破裂には 2 段咲きのものもある。

2.

流線の明るさは一様である。


12

G 0566-1980

付図 1-10 

C Si Mn

リムド鋼 (2)

0.24 0.01

以下

0.46

1.

それぞれの流線から発生する破裂は数箇所で認められる。

(炭素量が同等のキルド鋼に比べて破裂が多い。

2.

流線の明るさは一様である。

3.

最先端部破裂では,羽毛状花がうかがえる。

付図 2  合金鋼の火花スケッチ例

付図 2-1 

C Si Mn Cr

SCr 420

0.21 0.28 0.74

1.02

1.

根本付近の破裂がややすっきりしている。

2.

約 0.2%C 鋼との根本付近の破裂の特徴。

付図 2-2 

C Si Mn Cr

SCr 440

0.39 0.22 0.70 1.01

1.

根本付近の破裂がややすっきりしている。 


13

G 0566-1980

付図 2-3 

C  Si Mn Cr Mo

SCM 420

0.20 0.26 0.74 1.06

0.17

1.

約 0.2%C 鋼の特徴に Mo の特徴であるやり先が認められる。

付図 2-4 

C  Si Mn Cr Mo

SCM 440

0.40 0.25 0.77 1.04

0.15

1.

約 0.4%C 鋼の特徴に Mo の特徴であるやり先が認められるが,炭素破裂の影響を受けて Mo の特徴は
やや見づらい。

付図 2-5 

C Si Mn Ni Cr

SNC 415

0.16 0.26 0.56 2.04

0.37

1.

根本から中央にかけて Ni の特徴であるふくれせん光が認められる。

2.

流線は全体的にやや赤みを帯びる。


14

G 0566-1980

付図 2-6 

C Si Mn Ni Cr

SNC 631

0.32 0.29 0.49 2.68

0.66

1.

全体的に赤みを帯び,流線の伸びがなくなる。

2. Ni

の特徴であるふくれせん光の判別は,ややむずかしい。

付図 2-7 

C  Si Mn Ni  Cr Mo

SNCM 420

0.18 0.30 0.53 1.70

0.52

0.20

1.

根本から中央にかけて特徴的なふくれせん光が認められる。

2.

根本から中央のふくれせん光の特徴。

3.

流線の根本はやや暗く,Mo のやり先は明りょうである。

付図 2-8 

C  Si Mn Ni  Cr Mo

SNCM 447

0.48 0.33 0.90 1.85

0.71

0.16

1.

破裂は小さく,全体的に赤みを帯びる。

2. Ni

の特徴であるふくれせん光は認められるが,Mo の特徴は見にくい。


15

G 0566-1980

付図 2-9 

C  Si Mn Cr Mo Al

SACM 645

0.44 0.44 0.54 1.48

0.18

0.92

1.

破裂は少なく,小さな破裂が認められる。

2. Mo

の特徴であるやり先は明りょうである。

付図 2-10 

C Si Mn Ni

3.5%Ni

0.12 0.31 0.86 3.66

1.

赤みを帯びた太い流線が認められる。

付図 2-11 

C Si Mn

SUP 6

0.63 1.57 0.85

1.

流線の先端はやや太くなる。

2.

全体が黄色である。

3.

不鮮明であるが,Si の特徴である白玉が発生する。

4.

破裂形状が細かい。


16

G 0566-1980

付図 2-12 

C Si Mn Cr

SUP 9

0.59 0.30 0.91 0.85

1.

火花全体がやや明るい。

2.

活発な破裂であり,破裂形状は鋭利である。

3.

星状の破裂がある。

4.

破裂の大きさは一様な感じである。

付図 2-13 

C Si Mn Cr

SUJ 2

0.98 0.17 0.30 1.33

1.

炭素破裂が多く活発である。

2.

流線は細く見える。

3.

中央部から先端に花粉がつき,約 0.9%C 鋼に比べて,根本の破裂がすっきりしている。

付図 2-14 

C Si Mn Cr

SUJ 3

0.97 0.52 1.07 1.08

1. SUJ

2

に比べて炭素破裂が小さくなる。

2. SUJ

2

に比べて色が赤みを増し,花粉が更に多くなる。


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G 0566-1980

付図 2-15 

C Si Mn Cr W

SKS 2

1.05 0.25 0.52 0.56

1.10

1.

炭素破裂なし。

2.

流線は細く,暗赤色である。

3.

白ひげつきやりが認められる。

付図 2-16 

C Si Mn Cr W

SKS 3

0.99 0.30 0.99 0.59

0.54

1. SKS

2

に比べて裂花が多いが,その他の特徴は SKS 2 と同じ。

付図 2-17 

C Si Mn Cr W

SKS 4

0.47 0.26 0.47 0.68

0.75

1.  SKS 2, SKS 3

に比べて,やや裂花が少なく,流線がやや太い。

付図 2-18 

C Si Mn Cr V

SKS 43

1.02 0.11 0.13 0.05

0.15

1. SK

3

とまちがいやすいが,より明るい。火花が多く,大きく,花粉を伴った小花がつく。


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G 0566-1980

付図 2-19 

C Si Mn Cr W Mo V Co

SKH 2

0.77 0.23 0.33 4.08

17.60

0.54

0.86

0.25

1.

断続波状流線だけで短い。

2.

裂花があり,先端に小滴が認められる。

3.

全体に暗赤色であり,炭素破裂はない。

付図 2-20 

C Si Mn Cr W Mo V Co

SKH 3

0.81 0.27 0.29 4.10

18.00

0.74

0.85

4.52

1.

断続波状流線であるが SKH 2 に比べてやや少なく,短い。

2.

裂花及び小滴はあるが,SKH 2 に比べてやや小さくなる。

3.

全体に暗赤色であり,炭素破裂はない。

付図 2-21 

C Si Mn Cr W Mo V Co

SKH 4 A

0.74 0.23 0.28 4.10

17.25

0.56

1.13

9.15

1.

裂花及び小滴はない。

2. SKH

3

に比べて断続波状流線はやや短くなる。

3.

全体に暗赤色であり,炭素破裂はない。

付図 2-22 

C Si Mn Cr W Mo V

SKH 9

0.85 0.20 0.30 4.10

6.06

4.90

1.89

1.

先端部に花がつき,その先にふくれの部分が認められる。

2.

小滴はない。

3.

暗赤色であり,断続波状流線は SKH 2 に比べてやや太く,明るい。


19

G 0566-1980

付図 2-23 

C  Si Mn Cr Mo  V

SKD 6

0.32 1.02 0.40 4.85

1.44

0.30

1.

長めに破断された流線を生じ,流線はやや太目である。

2.

流線の先端がふくれ,花がつく。

付図 2-24 

C  Si Mn Cr Mo  V

SKD 11

1.48 0.22 0.41 11.60

0.88

0.26

1.

流線は細く短い。

2.

小さな菊状花が多く認められる。

付図 2-25 

C  Si Mn Ni  Cr Mo

SUH 3

0.38 1.94 0.38 0.41

10.64

0.82

1.

炭素破裂はない。

2.

流線は暗赤色で短く,一部に断続流線が認められる。

3.

中央部及び先端に白いふくれがある。

付図 2-26 

C Si Mn Ni Cr W

SUH 31

0.41 1.75 0.53 13.85

15.10

2.33

1.

炭素破裂がない。

2.

流線は暗赤色で短く,一部に断続流線が認められる。


20

G 0566-1980

付図 2-27 

C Cr

SUS 410

0.12 12.25

1.

中央から先端にかけて数本破裂が認められ,先端はやや太い。

2.

ステンレス鋼の中では流線は太くて長く,数も多い。

付図 2-28 

C Cr

SUS 430

0.06 16.00

1.

流線の長さは SUS 410 の約半分である。

2.

中央部よりやや先端に 3 本破裂が認められる。

付図 2-29 

C Ni Cr

SUS 304

0.07 8.66 18.12

1.

ほとんど流線だけであり,中央から先端にかけて,とげがわずかに認められる。

2.

根本付近に時おり暗赤色の断続流線及び波状流線が見られる。

付図 2-30 

C Cr Ni Mo

SUS 316

0.07 17.28 12.26 2.32

1. SUS

304

と非常に類似しているが,とげはほとんど認められない。