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中性子回折法によるパーライト変態における内部応力その場測定

In-situ internal stress measurement during pearlitic transformation by neutron diffraction

諸岡 聡; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 中田 伸生*; 塚田 祐貴*

Morooka, Satoshi; Kawasaki, Takuro; Harjo, S.; Nakada, Nobuo*; Tsukada, Yuki*

パーライト組織を含有する鋼は、熱処理等でラメラ間隔を変化させることで、強度-延性バランスを制御することができるため、鉄道レール、橋梁用鋼線、スチールコードなどの構造金属材料として利用されている。中田らは、パーライト組織の不均一性がパーライト変態中に形成される内部(変態)応力に起因していると考えており、種々のパーライト鋼において、ミクロ組織の不均一性がもたらす力学特性の変化と内部応力の関係について報告している。しかしながら、室温における内部応力は、変態応力と熱応力が重畳した値となるため、変態応力のみの評価方法が必要である。本研究は、中性子回折法による熱処理制御中その場測定を用いて、パーライト変態中に形成される変態応力の実測を目的とする。その結果、わずか40秒間しか存在しないパーライト変態中のフェライトおよびオーステナイトの格子定数変化を観測することに成功し、パーライト変態の進行に伴い、フェライトの格子定数は減少し、オーステナイトの格子定数は増加することを明らかにした。この要因は、フェライト変態した際の体積膨張による静水圧応力の発生とその反力であると理解できる。したがって、このようなフェライトとオーステナイト間における弾性ひずみの不整合は、パーライト変態時の内部応力の起源になると予想される。

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