第９章 鋼の塑性加工 冷間加工：室温での塑性加工 熱間加工：再結晶温度以上での塑性加工 （炭素鋼の場合、γ域での加工を指す） （目的） 冷間加工： 成形、強化 熱間加工： 成形、鍛錬 フェライト部が変形，セメンタイトは分断
塑性不安定条件 → くびれ発生
F
F
l + dl
l
F
(! t + d! t )(A + dA) " ! t A # 0
F
A
!t
A + dA
! t + d! t
dA
d#
!" t
A
#t
荷重の低下
Adl + ldA = 0
体積一定
dA dl
!
= = d" t
A
l
d! t
= !t
d" t
ln ! t = " t + C
ln(! n + 1)" n = ln(! n + 1) + C
!n = C '
n乗硬化則
n乗硬化則
! t = K"t n
均一変形の構成式
d! t
!t
n #1
= nK " t = n
d" t
"t
d! t
= !t
d" t
n = !t
くびれ発生時
くびれ発生時の真ひずみ=n値
n値は加工硬化の度合いを示す指標になる。
冷間加工度の増加 → 降伏点が高くなる。塑性ひずみが小さくなる。 （理由：転位密度の増加によって転位の移動が困難になる）
高炭素：引張強さ↑， 延性↓
張出し性： 加工硬化係数（n）と関係がある。 ! t = K"t n
n値が大きいほど張出し変形しやすい。 σt ：真応力 εt :真ひずみ K : 材料定数 深絞り性： 塑性加工ひずみ比（r）と関係がある。 ln(W0 / W )
r=
ln(T0 / T )
r値が大きいほど面方向に変形しやすい。 at !
= 0.2
W0：板幅（変形前） W ：板幅（変形後） T0 : 板厚（変形前） T ：板厚（変形後） ストレッチャーストレイン（SSマークともいう） ・・・成形後の表面に現れる縞模様
降伏点伸びの大きい炭素鋼→ SSマーク顕著 とくに自動車ボディ成形で問題となる。
防止策；1％程度の予ひずみを与える。
ひずみ時効： 冷間加工後，室温で長期保持
した際に降伏点（のび）が発現
する現象 （炭素，窒素の拡散，転位への
固着による）
防止策；C,N量の低減
熱間加工： 加工と同時に回復・再結晶が生じる 変形抵抗が小さい オーステナイト領域の温度で行われる
赤熱ぜい性(Red shortness) → 高温熱間加工中に割れを生じる現象 １０００℃以上 ・・不純物元素である硫黄（S），Cuが原因 オーステナイト粒界にFeS共晶相を形成 加工中に融解、Cuのミクロ偏析 粒界破壊を生じる DBTT （延性ー脆性遷移温度）
衝撃値が低下する温度
高炭素鋼ほど高い
青熱ぜい性, 焼もどしぜい性（250℃） （C，Nの転位固着による ひずみ時効現象と対応）
赤熱ぜい性 （S，Cu,のミクロ偏析による 粒界ぜい性 ）
低温ぜい性 （bcc構造に特有）
青熱ぜい性（blue shortness） → 温間加工中に割れを生じる現象 ・・ひずみ時効が原因 炭素（C）,窒素(N)が転位を固着 低温ぜい性 → bcc鉄の本質的なぜい性現象 不純物元素が多い鋼ほど顕著 へき開破壊を生じる
延性ー脆性遷移温度 (DucEle‐BriHle TransiEon Temperature) DBTT 例：0.028％C鋼：DBTT 約‐70℃ DBTT低いほど，実用上好ましい。 すべり面の分離 → へき開破壊
DBTT 第９章 鋼の塑性加工 （まとめ）
○ 冷間加工と熱間加工 ○ 応力ーひずみ線図 各種名称，加工硬化，塑性不安定 成形性，n値，r値 ○ 鋼のぜい性 原因と防止策