強化機構と転位
焼なました低炭素鋼を引っ張ると、上降伏点のあとで応力が下がり、リューダース帯が試験片を伝わる降伏点現象が現れる。この現象と対策についての説明として正しいものはどれか。
- A粒界に析出したセメンタイトが転位の発生を妨げて起こるので、焼入れでセメンタイトを溶かしておくと、室温で何か月置いても現れなくなる
- B炭素や窒素の原子が転位に集まって固着するために起こり、軽く冷間圧延して動ける転位を増やすと消えるが、室温で放置すると再び現れることがある
- C転位が粒界に積み重なって上降伏点ができるので、結晶粒を大きくして粒界を減らすと、降伏点現象もリューダース帯も起こらなくなる
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正解:B. 炭素や窒素の原子が転位に集まって固着するために起こり、軽く冷間圧延して動ける転位を増やすと消えるが、室温で放置すると再び現れることがある
低炭素鋼では、侵入型の炭素や窒素の原子が転位のまわりに集まり(コットレル雰囲気)、転位を固着します。降伏には、転位を引きはがすか新しい転位を生む大きな応力が要り(上降伏点)、いったん動き出すと低い応力で変形が進むので、変形した帯が試験片を伝わります。プレス品の表面に模様(ストレッチャーストレイン)が出る原因になるため、薄鋼板は1%前後の調質圧延で動ける転位を増やしてから使います。ただし、固溶した炭素や窒素が拡散して再び転位を固着すると降伏点が戻り(ひずみ時効)、炭素や窒素をTiやNbで化合物にしたIF鋼ではこれが起こりません。セメンタイトや粒界への積み重なりで説明する選択肢は誤りです。