【動設備技術交流版】動設備【毎日一題】20190625

この投稿は、2019年6月26日08:11にwangldによって最終的に編集されました。塑性変形の程度は、金属の組織や特性に大きな影響を与えます。変形度が小さすぎて、結晶粒を微細化し金属の機械的性質を向上させる目的を達成できない；変形度が過度に大きくなると、力学的性能はさらに向上するどころか、繊維組織が生じて金属の異方性が増し、金属が許容する変形限界を超えると、亀裂などの欠陥が発生する。

塑性変形が組織と構造に与える影響 1) 繊維組織の形成 晶粒は変形方向に沿って伸長または圧平され、不純物は細い帯状または鎖状に分布する。 2） 形成変形組織 (1) 形成変形組織：多結晶材料が塑性変形によって生じる、各結晶粒が優先的な配向を示す組織。 (2) 線（糸）組織：ある結晶方位が変形方向に平行になる傾向がある。 （引き抜き時に形成される）面（板）組織：ある結晶面が圧延面に平行になり、ある結晶軸が主変形方向に平行になる傾向がある。（圧延または押出し時に形成される）3）転位セル（サブ構造）の形成 金属が大きく変形した後、転位の運動や相互作用により転位が不均一に分布し、結晶粒がわずかに異なる方位を持つ多数のサブグレインに分裂する。亜結晶粒境界には多数の転位が集積しているが、内部の転位密度は比較的低い。変形量が増すにつれて、生成されるサブ構造もより微細になる。結晶粒全体の内部における転位密度の上昇は、材料の耐食性を低下させる。 力学的性質への影響　材料が変形すると加工硬化が生じ、強度や硬度は著しく向上する一方、延性や靭性は顕著に低下する。加工硬化の工学的意義：1 加工硬化は材料を強化するための重要な手段であり、特に熱処理法では強化できない金属材料において重要である。 2加工硬化は金属の均一な変形を促進する。金属が変形した部分が硬化するため、さらなる変形は主に未変形または変形が少ない部分で進行することになる。 3. 加工硬化は金属のさらなる変形を困難にし、金型の摩耗を加速させるため、大きな変形量が必要な加工では望ましくない。金属の変形および加工過程においては、このような悪影響を取り除くためにしばしば「中間アニーリング」が行われ、それによってエネルギー消費とコストが増加する。

1）結晶粒の形状の変化；2）結晶粒内にサブ構造が生成される；3結晶粒方位変化； 変形度が増すにつれて、金属の強度や硬度は上昇する一方で、塑性および靭性は低下する。

金属組織への影響：金属の組織は、結晶粒の形状やサイズ、亜構造などに変化が生じ、変形組織なども形成される。性能への影響：機械的性質に明らかな変化が生じ、物理化学的性質も変化します。

塑性変形は金属材料の組織と性能に非常に顕著な影響を与え、主に強度と硬度の向上、および延性の低下として現れる。このような性能の変化は、主に金属材料が塑性変形する際の内部組織構造の変化によって引き起こされるものです。

1、塑性変形が組織と構造に与える影響 1) 繊維組織の形成 晶粒は変形方向に沿って伸長または圧平され、不純物は細い帯状または鎖状に分布する。 2） 形成変形組織 (1) 形成変形組織：多結晶材料が塑性変形によって生じ、各結晶粒が優先的に配向した組織。(2) 線（糸）組織：ある結晶方位が変形方向に平行になる傾向がある。（引き抜き時に形成される）面（板）組織：ある結晶面が圧延面に平行になり、ある結晶軸が主変形方向に平行になる傾向がある。（圧延または押出し時に形成される）3) 異常格子領域（サブ構造）の形成：金属が大きく変形した後、転位の運動や相互作用により転位が不均一に分布し、結晶粒が方向がわずかに異なる多数のサブグレインに分裂する。亜結晶粒境界には多数の転位が集積しているが、内部の転位密度は比較的低い。変形量が増すにつれて、生成されるサブ構造もより微細になる。結晶粒全体の内部における転位密度の上昇は、材料の耐食性を低下させる。/2、力学的性質への影響：材料が変形すると加工硬化が生じ、強度や硬度は顕著に向上する一方で、塑性や靭性は大幅に低下する。加工硬化の工学的意義：1 加工硬化は材料を強化するための重要な手段であり、特に熱処理法では強化できない金属材料において重要である。 2加工硬化は金属の均一な変形を促進する。金属が変形した部分が硬化するため、さらなる変形は主に未変形または変形が少ない部分で進行することになる。 3. 加工硬化は金属のさらなる変形を困難にし、金型の摩耗を加速させるため、大きな変形量が必要な加工では望ましくない。金属の変形および加工過程においては、このような悪影響を取り除くためにしばしば「中間アニーリング」が行われ、それによってエネルギー消費とコストが増加する。

強度と硬度の向上、および塑性の低下。このような性能の変化は、主に金属材料が塑性変形する際の内部組織構造の変化によって引き起こされるものです。

塑性変形の程度は、金属の組織や性能に大きな影響を与える。変形度が小さすぎて、結晶粒を微細化し金属の機械的性質を向上させる目的を達成できない；変形度が過度に大きくなると、力学的性能はさらに向上するどころか、繊維組織が生じて金属の異方性が増し、金属が許容する変形限界を超えると、亀裂などの欠陥が発生する。

塑性変形が組織と構造に与える影響 1) 繊維組織の形成 晶粒は変形方向に沿って伸長または圧平され、不純物は細い帯状または鎖状に分布する。 2） 形成変形組織 (1) 形成変形組織：多結晶材料が塑性変形によって生じ、各結晶粒が優先的に配向した組織。 (2) 線（糸）組織：ある結晶方位が変形方向に平行になる傾向がある（例えば引き抜き時に形成される）。
(3) 面（板）組織：ある結晶面が圧延面に平行になり、ある結晶方位が主変形方向に平行になる傾向がある。（圧延または押出し時に形成される）3）転位セル（サブ構造）の形成 金属が大きく変形した後、転位の運動や相互作用により転位が不均一に分布し、結晶粒がわずかに異なる方位を持つ多数のサブグレインに分裂する。亜結晶粒境界には多数の転位が集積しているが、内部の転位密度は比較的低い。変形量が増すにつれて、生成されるサブ構造もより微細になる。結晶粒全体の内部における転位密度の上昇は、材料の耐食性を低下させる。

金属の塑性変形理論は2つの分野で応用されている：①金属の強度問題の解決、基礎的な研究や設計への応用など；②塑性加工について探求し、加えられる力と変形条件との関係、および塑性変形後の材料の性質変化などを解明する（変形と破壊を参照）。 塑性変形が組織と構造に与える影響 1) 繊維組織の形成 晶粒は変形方向に沿って伸長または圧平され、不純物は細い帯状または鎖状に分布する。 2） 形成変形組織 (1) 形成変形組織：多結晶材料が塑性変形によって生じる、各結晶粒が優先的な配向を示す組織。 (2) 線（糸）組織：ある結晶方位が変形方向に平行になる傾向がある。 （引き抜き時に形成される）面（板）組織：ある結晶面が圧延面に平行になり、ある結晶軸が主変形方向に平行になる傾向がある。（圧延または押出し時に形成される）3）転位セル（サブ構造）の形成 金属が大きく変形した後、転位の運動や相互作用により転位が不均一に分布し、結晶粒がわずかに異なる方位を持つ多数のサブグレインに分裂する。亜結晶粒境界には多数の転位が集積しているが、内部の転位密度は比較的低い。変形量が増すにつれて、生成されるサブ構造もより微細になる。結晶粒全体の内部における転位密度の上昇は、材料の耐食性を低下させる。 力学的性質への影響　材料が変形すると加工硬化が生じ、強度や硬度は著しく向上する一方、延性や靭性は顕著に低下する。加工硬化の工学的意義：1 加工硬化は材料を強化するための重要な手段であり、特に熱処理法では強化できない金属材料において重要である。 2加工硬化は金属の均一な変形を促進する。金属が変形した部分が硬化するため、さらなる変形は主に未変形または変形が少ない部分で進行することになる。 3. 加工硬化は金属のさらなる変形を困難にし、金型の摩耗を加速させるため、大きな変形量が必要な加工では望ましくない。金属の変形および加工過程においては、このような悪影響を取り除くためにしばしば「中間アニーリング」が行われ、それによってエネルギー消費とコストが増加する。

室温における金属の塑性変形は、金属の組織や性能に大きな影響を与え、加工硬化、内部応力、異方性といった現象がよく見られる

1. 微視組織の変化 2. 変形組織の出現 3. 加工硬化現象の出現 4. 残留応力の発生

1）結晶粒の形状の変化；2）結晶粒内にサブ構造が生成される；3結晶粒方位変化； 変形度が増すにつれて、金属の強度や硬度は上昇する一方で、塑性および靭性は低下する。

塑性変形が組織と構造に与える影響 1) 繊維組織の形成 晶粒は変形方向に沿って伸長または圧平され、不純物は細い帯状または鎖状に分布する。 2） 形成変形組織 (1) 形成変形組織：多結晶材料が塑性変形によって生じる、各結晶粒が優先的な配向を示す組織。 (2) 線（糸）組織：ある結晶方位が変形方向に平行になる傾向がある。 （引き抜き時に形成される）面（板）組織：ある結晶面が圧延面に平行になり、ある結晶軸が主変形方向に平行になる傾向がある。（圧延または押出し時に形成される）3）転位セル（サブ構造）の形成 金属が大きく変形した後、転位の運動や相互作用により転位が不均一に分布し、結晶粒がわずかに異なる方位を持つ多数のサブグレインに分裂する。亜結晶粒境界には多数の転位が集積しているが、内部の転位密度は比較的低い。変形量が増すにつれて、生成されるサブ構造もより微細になる。結晶粒全体の内部における転位密度の上昇は、材料の耐食性を低下させる。 力学的性質への影響　材料が変形すると加工硬化が生じ、強度や硬度は著しく向上する一方、延性や靭性は顕著に低下する。加工硬化の工学的意義：1 加工硬化は材料を強化するための重要な手段であり、特に熱処理法では強化できない金属材料において重要である。 2加工硬化は金属の均一な変形を促進する。金属が変形した部分が硬化するため、さらなる変形は主に未変形または変形が少ない部分で進行することになる。 3. 加工硬化は金属のさらなる変形を困難にし、金型の摩耗を加速させるため、大きな変形量が必要な加工では望ましくない。金属の変形および加工過程においては、このような悪影響を取り除くためにしばしば「中間アニーリング」が行われ、それによってエネルギー消費とコストが増加する。

塑性変形が組織と構造に与える影響 1) 繊維組織の形成 晶粒は変形方向に沿って伸長または圧平され、不純物は細い帯状または鎖状に分布する。 2） 形成変形組織 (1) 形成変形組織：多結晶材料が塑性変形によって生じる、各結晶粒が優先的な配向を示す組織。 (2) 線（糸）組織：ある結晶方位が変形方向に平行になる傾向がある。 （引き抜き時に形成される）面（板）組織：ある結晶面が圧延面に平行になり、ある結晶軸が主変形方向に平行になる傾向がある。（圧延または押出し時に形成される）3）転位セル（サブ構造）の形成 金属が大きく変形した後、転位の運動や相互作用により転位が不均一に分布し、結晶粒がわずかに異なる方位を持つ多数のサブグレインに分裂する。亜結晶粒境界には多数の転位が集積しているが、内部の転位密度は比較的低い。変形量が増すにつれて、生成されるサブ構造もより微細になる。結晶粒全体の内部における転位密度の上昇は、材料の耐食性を低下させる。 力学的性質への影響　材料が変形すると加工硬化が生じ、強度や硬度は著しく向上する一方、延性や靭性は顕著に低下する。加工硬化の工学的意義：1 加工硬化は材料を強化するための重要な手段であり、特に熱処理法では強化できない金属材料において重要である。 2加工硬化は金属の均一な変形を促進する。金属が変形した部分が硬化するため、さらなる変形は主に未変形または変形が少ない部分で進行することになる。 3. 加工硬化は金属のさらなる変形を困難にし、金型の摩耗を加速させるため、大きな変形量が必要な加工では望ましくない。金属の変形および加工過程においては、このような悪影響を取り除くためにしばしば「中間アニーリング」が行われ、それによってエネルギー消費とコストが増加する。

1、塑性変形が組織と構造に与える影響 1) 繊維組織の形成 晶粒は変形方向に沿って伸長または圧平され、不純物は細い帯状または鎖状に分布する。 2） 形成変形組織 (1) 形成変形組織：多結晶材料が塑性変形によって生じ、各結晶粒が優先的に配向した組織。(2) 線（糸）組織：ある結晶方位が変形方向に平行になる傾向がある。（引き抜き時に形成される）面（板）組織：ある結晶面が圧延面に平行になり、ある結晶軸が主変形方向に平行になる傾向がある。（圧延または押出し時に形成される）3) 異常格子領域（サブ構造）の形成：金属が大きく変形した後、転位の運動や相互作用により転位が不均一に分布し、結晶粒が方向がわずかに異なる多数のサブグレインに分裂する。亜結晶粒境界には多数の転位が集積しているが、内部の転位密度は比較的低い。変形量が増すにつれて、生成されるサブ構造もより微細になる。結晶粒全体の内部における転位密度の上昇は、材料の耐食性を低下させる。/2、力学的性質への影響：材料が変形すると加工硬化が生じ、強度や硬度は顕著に向上する一方で、塑性や靭性は大幅に低下する。加工硬化の工学的意義：1 加工硬化は材料を強化するための重要な手段であり、特に熱処理法では強化できない金属材料において重要である。 2加工硬化は金属の均一な変形を促進する。金属が変形した部分が硬化するため、さらなる変形は主に未変形または変形が少ない部分で進行することになる。 3. 加工硬化は金属のさらなる変形を困難にし、金型の摩耗を加速させるため、大きな変形量が必要な加工では望ましくない。金属の変形および加工過程においては、このような悪影響を取り除くためにしばしば「中間アニーリング」が行われ、それによってエネルギー消費とコストが増加する。

まず、塑性変形の程度は金属の組織や性能に大きな影響を与えます。変形度が小さすぎて、結晶粒を微細化し金属の機械的性質を向上させる目的を達成できない；変形度が過度に大きくなると、力学的性能はさらに向上するどころか、繊維組織が生じて金属の異方性が増し、金属が許容する変形限界を超えると、亀裂などの欠陥が発生する。次に、冷間変形では加工硬化が生じるが、ワークの表面品質は良好である；一方、熱変形時には加工硬化と再結晶の過程が同時に起こり、加工硬化はほぼ同時に再結晶によって消滅する。

変形度の影響　塑性変形度の大きさは、金属の組織や性能に大きな影響を与える。変形度が小さすぎて、結晶粒を微細化し金属の機械的性質を向上させる目的を達成できない；変形度が過度に大きくなると、力学的性能はさらに向上するどころか、繊維組織が生じて金属の異方性が増し、金属が許容する変形限界を超えると、亀裂などの欠陥が発生する。 異なる塑性成形加工法においては、その変形度を表すために異なるパラメータが用いられる。 鍛造比Y鍛：鍛造加工工程において、変形度の大きさを表すために鍛造比Y鍛が用いられる。 伸長：Y鍛造＝S0/S（S0、Sはそれぞれ伸長前後の金属坯料の断面積を表す）； プレス成形：Y鍛造＝H0/H（H0、Hはそれぞれプレス成形前後の金属素材の高さを示す）。 炭素構造鋼の鍛造比は2～3の範囲で選定され、合金構造鋼の鍛造比は3～4の範囲で選定される。高合金工具鋼（例えば高速鋼）の組織には大きな炭化物が存在するため、より大きな鍛造比（Y鍛＝5～12）が必要となり、交差鍛造を用いることで鋼中の炭化物を分散・微細化させることができる。鋼材を素材として鍛造する場合、材料は圧延によって組織や力学的性質がすでに改善されているため、鍛造比は一般的に1.1～1.3で十分である。 変形度を示す技術パラメータ：相対曲率半径（r/t）、引き伸ばし係数（m）、フランジング係数（k）など。押出成形の場合は、押出断面縮小率（εp）などのパラメータで変形度を表す。