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材料の加工と接合

直径100 mmのアルミニウム合金のビレットを熱間押出しして、直径25 mmの丸棒にする。押出比 R = A₀/A(断面積の比)を使い、摩擦や余分な変形を無視した理想的な押出し圧力を p = Y ln R、変形抵抗を Y = 50 MPa とすると、p はどれに最も近いか。

  1. A約69 MPa
  2. B約139 MPa
  3. C約800 MPa
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正解：B. 約139 MPa

断面積は直径の2乗に比例するので、押出比は R = (100/25)² = 16 です。p = Y ln R = 50 × ln 16 ≈ 50 × 2.77 ≈ 139 MPa になります。約69 MPa は直径の比4の対数をとった値、約800 MPa は対数をとらずに Y × R とした値です。実際の押出し圧力は、コンテナの壁やダイとの摩擦、材料の内部で起こる余分なせん断変形のぶん、この理想値よりかなり大きくなります。ビレットがコンテナの中を滑って動く直接押出しよりも、ダイ側を動かしてビレットとコンテナの間に滑りが生じない間接押出しのほうが、必要な圧力は小さくなります。

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