ステンレス鋼の弾性係数に及ぼすミクロ構造特性の評価

Study on the elastic modulus and the microstructure of stainless steel

川崎 卓郎   ; Harjo, S.   ; Gong, W.   

Kawasaki, Takuro; Harjo, S.; Gong, W.

弾性係数は材料の力学的負荷と弾性変形量を結びつける重要な数値であるが、通常は材料の加工履歴に関わらず材料規格に応じた数値を用いて機器設計が行われる。同一規格の材料であっても加工状況によって結晶粒のサイズや配向性,欠陥などミクロ構造特性は異なるが、マクロ特性である弾性係数もその影響を受けることが予想される。本研究ではSUS316Lステンレスを試料とし、引張変形による塑性ひずみ量と弾性係数,ミクロ構造特性の関係を調査した。試験片に引張変形を加えた後に除荷し、再び引張変形させる工程を繰り返す過程の中性子回折強度をJ-PARC MLFの工学材料回折装置「匠」を使用して測定し、格子ひずみ,集合組織,格子欠陥等を評価した。その結果、各載荷過程でのひずみに対する応力の勾配は増加し、塑性ひずみが大きいほど弾性係数が上昇することが明らかとなった。また、除荷状態での回折パターンからは、変形に伴う引張方向への111配向と欠陥密度の増加が示された。しかしながら、各載荷過程での格子面(hkl)ごとの回折弾性係数に変化はなく、主として集合組織の変化がマクロな弾性係数の変化に寄与していることが示された。

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