ベイナイト鋼の微細組織と機械的特性の関係www.tool-tool.com

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【目的】

ベイナイトは微細なα相と炭化物(材料中に含まれる構成元素の濃度を意味し，重量濃度（weight %; wt%）や原子数比（atomic %; at%）で表わす．)(炭素と金属原子との化合物を指す．)粒子からなり、変態温度などによって様々な形態のベイナイト組織が形成される。ベイナイト鋼では機械的特性を向上させる方法の一つとして、 方位の異なる微細なベイナイトを生成させることによる組織微細化が行われている。この研究では、 ベイナイトの生成形態が異なる試料を用い、ベイナイト組織が機械的特性に及ぼす効果を検討した。

【実験方法】

今回、用いた鋼材の化学組成をTable 1に示す。R鋼とB鋼ではベイナイトの生成形態が異なる。 それぞれγ化後、等温保持しベイナイトを生成させた。R鋼は温度を、B鋼は時間を変えて、 熱処理を行った。その後、光学顕微鏡による微細組織観察、ビッカース硬度(材料の硬さを表示するために「硬度」という尺度を用いる．材料表面にダイアモンド圧子を打ち込み，材料内へ圧子が沈まないほど「材料が硬い」ことになる．「材料が硬い」ほど硬度の値は高い．このダイアモンド圧子を用いて硬度を計測する方法を指す．)測定、歪速度(歪（変形することによる長さの変化量／元の長さ）の単位時間当りの変化量．)10^-4／sで の引張試験を行った。

【結果】

①組織観察Fig.1に光学顕微鏡写真を示す。(a) はR鋼の組織であり、多方位に生成されたベイナイト・ラス (ベイナイトは非常に微細な析出物である．形状がラス（細長い板）状であるので，一個のベイナイトをこのように呼ぶ．)が主体である。 (b) はB鋼の組織である。一定方向に伸長したラスの束状組織であるブロックが 主体となっている。
②機械的性質 ビッカース硬度測定により、多方位ベイナイトの方が硬いことが分かった。多方位な組織の方が微細で あり、R鋼の方が粒内の炭化物が多いため、ブロック主体の組織より硬くなると考えられる。 引張試験の結果、降伏強さ(材料を引っ張っている際に，最初は力を除去すると，元の形状に戻る（弾性変形という）が，ある歪（伸び）以上を材料に与えると，元の形状に戻らなくなる（塑性変形という）。この弾性変形から塑性変形に移行するときの材料の強度を指す．)・靭性(材料が衝撃に対して強くなる性質．)ともに、多方位ベイナイトの方が優れた性質を示した。 降伏強さに関しては、硬度と同じ理由が考えられる。多方位な組織の靭性が良いのは、破面単位が小さいためだと考えられる。

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