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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:「加工硬化により引張り強度が上昇する」という文章…)

加工硬化により引張り強度が上昇するのはなぜ?

2023/10/19 03:47

このQ&Aのポイント
  • 加工硬化により引張り強度が上昇するという文章の意味がわかりません。
  • 加工硬化について調べると出てくるタイトルのような文章についていまいち意味がわかりません。引張強度と破断に至る際の強度の関係とはどうなっているのでしょうか?
  • 普通はあっさり納得するものなのか、これは当然理解している前提の資料ばかりです。加工硬化による引張り強度の上昇について、より理解しやすい説明を教えてください。
※ 以下は、質問の原文です

「加工硬化により引張り強度が上昇する」という文章…

2013/09/20 15:45

「加工硬化により引張り強度が上昇する」という文章の意味がわかりません。

 学校で習いましたが、真応力ひずみ曲線を見ると、一度塑性域まで加工を加えた材料については、再度加工する際に降伏点が上昇するのはわかります(塑性ひずみが残るので)。

 ただ加工硬化について調べると出てくるタイトルのような文章についていまいち意味がわかりません。例えば同じ鋼種でも圧延等で引張強度が上がりますが、引張強度とは破断に至る際の強度のことですよね?
 もとの材料をA、引張強度の上がった材料をBとすると、仮にAを破断させようとすればその過程で塑性変形を受ける→Bと同じ様に引張強度が上昇するのではないでしょうか。
 AとBで違うのは「破断するまでのひずみ量」であって「破断する際の荷重」は同じではないのですか?AとBで応力ひずみ曲線が変わるのですか?

 色々調べたのですが普通はあっさり納得するものなのか、これは当然理解している前提の資料ばかりです。わかりにくい文章で申し訳有りませんが、どう理解すればよいのか教えて下さい。

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2013/09/20 22:56
回答No.2

一つのグラフをじっくり眺めれば解決します。式は面倒だし省いて
  2.1.4 加工硬化
  http://www.cis.kit.ac.jp/~morita/jp/class/FracStrength/2.pdf

引張試験に掛けると、
  ?比例限、弾性限、降伏点の直線部
  ?カーブが寝てくる塑性変形。これ以降加工硬化が発生
  ?ピークに達して最大強さ
  ?下降して破断に至る

  ? ?以降で中断したものはグラフ細線のように下降し再試験でもそれを辿る(大まかに)

なので?は上昇する。?ピークは変わらない(大まかに)

  >再度加工する際に降伏点が上昇するのはわかります

一方、加工硬化ずみの材料とは、より太いものを?までやって細く伸び、上記試料と同径になったものと考えられる。
つまり両者は初期径が違うものを試験していると見なせ、引張った結果が違うのはあきらか

  >もとの材料をA、引張強度の上がった材料をBとする
   仮にAを破断させようとすればその過程で塑性変形を受ける→Bと同じ様に引張強度が
   上昇するのではないでしょうか。

どこで違ってるか判りますよね?
  
  >AとBで違うのは「破断するまでのひずみ量」であって

当然そうなる。始発駅からならABとも同じだが、Bは途中乗車なので違う。

  >「破断する際の荷重」は同じではないのですか?AとBで応力ひずみ曲線が変わるのですか?

荷重も曲線も変わります。

お礼

2013/09/24 09:02

>つまり両者は初期径が違うものを試験していると見なせ、引張った結果が違うのはあきらか

 この一文でストンと来ました。言ってしまえば加工前の段階でもBはAより大荷重に耐える(面積大のため)ということですよね。

ありがとうございました。

質問者

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その他の回答 (5件中 1~5件目)

2013/09/22 10:49
回答No.5

質問者は真応力ひずみ曲線でイメージしており、抱いた疑問は正しいことになります。

■ ? 真応力
 事前に加工硬化させた材料もさせない材料も同じ曲線になる。

 回答(2)<加工硬化ずみの材料とは、より太いものを?までやって細く伸び、上記試料と
       同径になったものと考えられる>
 常に変化する断面積で除すのでこれがキャンセルされる。

■ ? 公称応力
  加工硬化させたほうが引張強度大きいのは回答(2)の通り。

公称応力で考えることが多く、 < 引張強度 > はそれとセットで使うべきなのを真応力に混ぜて用いた混乱ともいえます。

  http://www.eng.kagawa-u.ac.jp/~yosimura/zairiki/zairiki04.pdf
  P.29 応力ーひずみ関係3
     除荷,再負荷  2次,3次加工では,降伏応力が大きくなる

加工硬化そのもので納得

  転位の再配置による時効硬化などもある

上限を少しズラして描く意味かもしれないが、些細とする。




  http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=288848&event=QE0004
  回答(5) 同じではないか?

狂犬、噛みついた相手は権威者じゃと指摘すると スゴスゴ ご指名質問にもダンマリ
本件回答(1)なんぞ毎度のタコ足が少ないナの印象と(2)の唯1本が既出でないかチェックしただけ。

2013/09/22 08:33
回答No.4

どうも質問者は「加工硬化」そのものの質問ではない気がして調べてみました

JISB0112「鍛造加工用語」中に加工硬化:材料が加工されることによって,
硬さが上昇する現象とある

また一方、JIS Z2241「金属材料引張試験方法」中には、
「最大試験力:不連続な降伏を示す材料の場合で,加工硬化が始まった以降
の試験片が耐えた最大の試験力」とある。。。(参考:降伏後の引張応力上昇)

※結論:材料が加工の場合に限定されず、試験であっても”現象”そのものを
JISでは使っているが、「用語」の説明で明確にしたものは先の鍛造にしか見当
たりませんでした。従って貴殿のような疑問を持つのは当然だと言えるだろう

お礼

2013/09/24 09:08

わかりにくい文章で申し訳有りませんでした。
単純に引張試験だけで考えてもいまいち腑に落ちなかったもので・・・
回答(2)ですっきりいたしました。

回答ありがとうございます。

質問者
2013/09/21 20:15
回答No.3

再出。

質問内容と異なるが、iwanaiはこの手の回答を後出しジャンケンと同じと云っていたが、
方向転換か?
どちらでも良いが、大口を叩いてからの方向転換は lol www。

これは、これでお終い。

2013/09/20 19:26
回答No.1

真応力真ひずみ線図

これまで説明した応力ひずみ線図は公称応力と公称ひずみを元に線図を作成しています。
公称応力とは、荷重を変形前の断面積で割った値です。
変形が進んで断面積が変化したとしても、変形前の断面積を基準にしています。
公称ひずみについても変形量を単純に変形前の長さで割った値となります。

しかし、変形が大きくなってくると断面積や長さが大きく変化してきますので、このやり方
では力学的な矛盾が生じてきます。これを真の意味での応力・ひずみを計算して線図にした
ものが真応力真ひずみ線図です。図8-3に軟鋼の真応力真ひずみ線図を模式的に示します。

線形解析でひずみが小さい場合には公称応力公称ひずみと同様の値となりますが、ひずみが
大きくなってくると、応力もどんどん大きくなっていき、最後には破断します。
この時の応力は真破断応力と呼びます。

となっていますので、用語と内容を先ず把握しましょう。

引張試験では、破断面が元の断面より径が小さくなっていますから、本来の径での破断
ではありませんし、その破断面は径が細くなっており、加工硬化にて引張応力も上昇して
います。
ですが、それも含めて、初期設定での元の断面積、加工硬化前の元の引張応力、での
破断力で、計算処理します。

それと、
> 「加工硬化により引張り強度が上昇する」という文章の意味がわかりません
は、URL等で確認ください。

お礼をおくりました

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