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金属材料基礎講座-14

金属の強化方法-3:転位強化

 金属材料に引張試験を行うと、降伏応力以上になると塑性変形を起こします。この時ひずみの増加とともに応力値も増加します。これが一般的な加工硬化現象です。加工硬化が起きる時、材料内では多くの転位が導入されています。多量の転位が材料内にあると、転位同士の相互作用が起こります。その一つが図1に示した不動転位です。これは転位の相互作用によって転位が固定され、それぞれの転位が動けなくなることです。不動転位が出来ると、周りの転位はそこを通ることができないため、転位のすべり運動が起きずらくなります。転位強化と加工硬化を混同することがありますが、強化を使う時は転位強化であり、硬化を使う時は加工硬化と言います。転位強化の強化機構で材料を硬くすることを加工硬化と言うこともできます。塑性加工量が多くなるほど不動転位の量も多くなるため、より硬くなります。一方で伸びは減少していきます。加工硬化において強化と伸びの関係はトレードオフの関係にあります。