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鋼の加工硬化と転移について
2023/10/17 16:39
- 鋼の変形によって加工硬化現象が起こり、鋼の硬さが上がる。
- 鋼の結合格子には空砲（原子が抜けた部分）があり、変形とはその転移が格子間を移動することで起こる。
- 転移が密集し転移密度が上がると、鋼は硬くなる。
鋼の加工硬化と転移について
2009/05/08 11:47
理論的な話なのですが、鋼が変形すると加工硬化と称して鋼の硬さがupする
現象があります。なぜ変形すると鋼が硬くなるのか小生なりに調べてみた
所、「転移論」にぶつかりました。
要約すると：鋼の結合格子には空砲(原子が抜けた部分）があり、変形とは
その転移が格子間を移動する事でおこり、その転移が密集して転移密度が
あがると鋼は硬くなるといった具合です。（もしかしたら間違って理解
しているかも知れません）
そこで素朴な疑問ですが、元々ある鋼の中の転移数は変わらないのに移動
すると硬くなるのはどうしてなのでしょうか？
もともとある転移数が変形により数が減少して硬くなるのならイメージ的
にすっきりするのですが、何かすっきりしません。
どなたか鋼の転移論についてお詳しい方いらっしゃいましたら、ご回答
お願い致します。
質問者が選んだベストアンサー
＞空孔があるから
鋼は変形するものだと思っていました。だから滑り面に空孔があるからこそ
すべりが発生するのではないのでしょうか？
そのとおりです。
転位が移動するから変形する。
つまり転位があるとそれが移動しやすいので変形しやすい。
加工硬化により転位が集まって移動しにくい形になる。だから変形しにくくなります。
＞格子欠落がない金属は、既存の金属強度よりはるかに 高い値を示すと聞いておりました。
そのとおりで、完全結晶であれは計算上は１０倍くらいの強度になります。
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その他の回答 （2件中 1～2件目)
転位論でよろしいか？原子の空孔に基づく格子欠陥や結晶構造の乱れの総称
を転位と呼びます。転位はその形態から刃状転位,らせん転位および混合転位
と呼ばれる種類があります。金属の変形は結晶格子面のすべりにより,生じま
す。そのため,すべり面に転位があると変形を阻害します。このことが,硬化
の要因の一つになっています。
＞鋼の中の転移数は変わらないのに移動すると硬くなるのはどうしてなので
しょうか？
転位の要素となるのは，合金中の少量金属に起因する欠陥や加工変形などの
外部要因により発生するものが考えられます。変形により転位は増えると思
いますが，仮に増えなかったとしてもそれが集中することにより，すべり現
象が阻害されれば，硬化は進むことになります。
お礼
2009/05/09 10:12
早速のご回答に感謝致します。
説明内容を確認させてもらった中でいくつか素朴な疑問があります。もし可能
であれば追加で教えてください。
?＞金属の変形は結晶格子面のすべりにより,生じま
す。そのため,すべり面に転位があると変形を阻害します。このことが,硬化
の要因の一つになっています。
とありますが、小生の理解が間違っているのでしょうか？、空孔があるから
鋼は変形するものだと思っていました。だから滑り面に空孔があるからこそ
すべりが発生するのではないのでしょうか？
（スライドパズルみたいに1マス分空いているから、パズルが移動できる
みたいな感じで捕らえていました）
?＞転位の要素となるのは，合金中の少量金属に起因する欠陥や加工変形など
の外部要因により発生するものが考えられます。
転移とはもともと無いものが発生するものなのでしょうか？
小生の理解では、格子欠落がない金属は、既存の金属強度よりはるかに
高い値を示すと聞いておりました。それは、空孔が少なくその移動が
少ないから、力を加えても変形しずらくなっている。
その理解から考えると金属には空孔がいくつも存在して、その移動
が起こるからこそ変形が存在すると解釈していました。
だから転移（≒空孔）が移動結合して大きくなることはあっても
数が増える事はないだろうと勝手に考えておりましたが、これは間違い
なのでしょうか？
お礼
2009/05/11 08:29
ご回答ありがとう御座います。
上記補足説明でかなり頭がすっきりしてきました。ただ、まだ1点ひっかかる
部分があるのですが、
＞加工硬化により転位が集まって移動しにくい形になる。だから変形しにくく なります。
とご回答頂いたのですが、
?加工硬化によって転移が集まるのでしょうか？
イメージとしては、変形（歪み）によって転移移動が起こり転移密集部が
発生して、加工硬化するといった感じで受け取ったのですが。。。。
?転移が集まって移動しにくくなるというイメージが上手く湧かないのです
が、具体例的なものはあるのでしょうか？
転移が集まると逆に移動し易くなるように思うのですが。。。
何度もお手数をお掛けしますが、できれば追加のご回答をお願い致します。