伸線時の高精度応力分布制御を用いた高強度・高延性の複合組織をもつ極細線の創製

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高強度・高延性の複合組織を有する高炭素鋼極細線の創製には，高延性に寄与するミクロ組織の解明が重要である．本研究では集合組織で特徴付けられる層構造を“メゾスケール構造”と呼称し，メゾスケール構造を介したミクロ組織と機械的性質の関係の解明に試みた．1) メゾスケール構造を明らかにする，2) メゾスケール構造とミクロ組織，機械的性質の関係から，高延性に寄与するミクロ組織を明らかにすることを目的として実験を行い，3つの重要な知見を得た．1つ目に，極細線の中心を通る長手断面にて高精度に研磨する方法を確立し，局所的に結晶方位を電子線後方散乱回折法で解析し，伸線に伴うメゾスケール構造の推移を明らかにした．伸線初期，鋼線はPrimary層{100}<110>-{111}<110>単層であるが，その後，表層側にPrimary層，中心軸側にSecondary層{110}<110>-{111}<110>の二層構造となる．さらに，表層側にSubprimary層{100}<110>-{111}<110>，中心軸側にSecondary層となる二層構造となる．本成果を日本塑性加工学会 平成30年度塑性加工春季講演会に発表した．2つ目に，単位質量当たりの格子欠陥量やセメンタイト分解量の少ない組織が高延性に寄与するミクロ組織と解明した．これは線径に対するSubprimary層の厚さ割合が減少すると，単位質量当たりの格子欠陥量やセメンタイト分解量が減少し，絞りが改善した結果に基づき結論付けられる．3つ目に，メゾスケール構造の遷移を遅らせる，線径に対するSubprimary層厚さ割合の増加を遅らせることが高強度・高延性な鋼線の創製に有効であると解明した．これを可能とする方法の一つが後方応力比の低減である．以上の成果を学術誌Materials Science and Engineering Aに発表した．