Evaluation of Microstructures and Mechanical Properties of Steel with Tensile Loading Process Using X-Ray Line Profile Analysis
Evaluation of Microstructures and Mechanical Properties of Steel with Tensile Loading Process Using X-Ray Line Profile Analysis
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利用 X 射线线轮廓分析评估拉伸加载过程中钢的显微组织和力学性能
DOI：
10.2355/tetsutohagane.99.366
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发表时间：
2013
影响因子：
0.3
通讯作者：
S. Ohya
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Kumagai;T. Kikuchi;M. Imafuku;S. Ohya
金属の機械的負荷による変形過程での加工硬化や塑性変 形に関する研究は古くからおこなわれており,現在では多 くの知見が得られている。特に転位論の発達とその適用に よって,それまでマクロ的な現象としてしか把握されてい なかった加工硬化や塑性変形のメカニズムが明らかとなっ てきた 1)。近年ではショットピーニングなどによる表面硬 化処理 2),材料全体に強加工を加えることにより従来とは 異なる優れた機械的性質を有する鋼材 3),ひずみ誘起塑性 を利用した鉄鋼材 4)など,加工硬化現象を利用した材料・ 表面処理の開発や利用が広く行われている。このように加 工硬化は鉄鋼材料の最も重要な強化因子の一つであること や,材料の加工性にも大きな影響を与えるため加工硬化メ カニズムや塑性変形の理解,その程度の測定技術の向上は 材料強度や材料加工の観点から極めて重要である。また, 省資源やコストの面などから合金元素の使用量を減らす取 組としても期待が寄せられている。 従来,加工硬化や塑性を理解するための微視的な研究の 多くはTEMなどを用いた観察により行われてきた 1)。それ らの観察手法は微視構造の詳細な解析には適しており,現 象の理解に重要な役割を果たしている。しかしTEMによ る観察は材料のごく一部分の観察であることや,観察試料 の作製や観察に熟練を要するため簡易的でないこと,破壊 観察であることなどの難点がある。 ところで回折X線プロファイル(以下,ラインプロファ イルと呼ぶ)は材料の微視構造の情報を含んでいるため, これを解析することで結晶子サイズや不均一ひずみなどの 微視的な情報を推定できることが古くから知られており, Williamson-Hall法 5)やWarren-Averbach法 6)などの解析方法 が1950年代に考案された。しかし,これら古典的解析方法 では結晶方位による弾性異方性の影響を考慮していない という問題がある。そのため弾性異方性を有する鉄鋼材料 などにおける定量的評価は困難であり,定性的な評価にと どまっていた。ところが近年,弾性異方性を考慮した解析 方法であるmodified Williamson-Hall/Warren-Averbach法 7)が T.Ungárらにより提案され,弾性異方性を有する材料に対 しても定量的評価が可能となってきた。例えばT.Ungárら は炭化タングステンやMANET鋼,銅などの結晶サイズお よび転位密度をラインプロファイル解析により求め,TEM などによる観察結果と一致することを示した 8–10)。 そこで本研究では機械的特性に影響をおよぼすと考えら れる微視的パラメータのX線回折を用いた評価を試みた。 具体的には最も基本的な機械的負荷方法である単軸の引張 論 文