a( づ
螂 聖
b̀、 昌
冨 も
亀
(e'
﹁
趨 聖
'
jPtnl
‑
(c
ゴ
1̀f
1験
(a 仁
‡ノ ・ ノ 、
、
へ ず'̀ピ
ソ ジ 写
∫
,、 、'
2L:o: 己9'、
.tigMe
̀b
「＼(d
、ソ1'
.一 ・曜(
ゆ ・ 、
・つ も
・ざ
く
㌔.'、 ・一 、
v'〆
、 り ・ ム1＼
;'1
痴5 、
1̀℃
'9
可 〜
lntragramular/
dL'lbrmatigt}
1;粕 ・aL,i"{Hiultu・
'dclbr量1}a婁i4、 鐘
＼
L」 「l
3μm
‑
(c
ず
慢 ＼
把 (e:
埋
①
、
ξ＼
'＼h }吐硬lanular
r儲rdcii}nma{k、ll
〕
感lm㎎̲lar 評
/、 由㎞ 紬 … 、
＼
〜
3μm
‑
Fig.3.8 全 体 像,
成 し た マ ク ロ グ リ ッ ド.
ノノ
、
り
、,2凪
RegionIIIで 真 ひ ず み0.5ま で 引 張 変 形 を 加 え た マ イ ク ロ グ リ ッ ド.(a)変 形 後 の (b)と(c)典 型 的 な 粒 内 変 形 と粒 界 す べ り,(d)一(f)引 張 軸 に 対 し45。 傾 け て 作
3.4ビ ッ カ ー ス 硬 さ試 験
Fig.3.9に,出 発 材,RegionII材,RegionIII材 に 対 し て 実 施 し た ビ ッ カ ー ス 硬 さ試 験 の 結 果 と 平 均 粒 径 を 示 す.変 形 前 の 材 料 はHv83と 過 去 に 報 告 さ れ て い るHv79‑85[50][51]と 概 ね 一 致 し た.RegionIII材 は,粒 径 が 出 発 材 と 比 較 し て7.Oμmか ら4.9pmへ と微 細 化 し て い る に も 関 わ らず,硬 さ は 出 発 材 がHv83で あ る の に 対 し,RegionlII材 はHv84と,大 き な 変 化 は 見 ら れ な か っ た.一 方,RegionII材 は 出 発 材 と 比 較 し て 粒 径 が7.0μmか らll.8μm へ 増 加 し て お り,硬 さ はHv83か らHv72へ と軟 化 し て い た .
一 般 的 に
,金 属 材 料 の 降 伏 応 力 σyと 結 晶 粒 径dの 間 に は,Eq.3.2に 示 すHall‑Petchの 式 が 成 立 す る こ と が 実 験 的 に 認 め ら れ て い る[52][53].こ こ で σoとkyは 材 料 定 数 で あ る.
σy=σo+kyd‑1/2Eq .3.2
ま た,ビ ッ カ ー ス 硬 さHvと 降 伏 応 力 σyの 間 に は,Hv・3σyの 関 係 が 成 立 す る こ と が 知 られ て い る[54].こ の 関 係 をEq.3.2に 適 応 す る と,Eq.3.2はEq.3.3の 様 に ビ ッ カ ー ス 硬 さ の 結 晶 粒 径 依 存 性 を 示 す こ と が で き る.
Hv=Ho+kHd‑1/2Eq.3.2
こ こ で,HoとkHは 材 料 定 数 で あ る.Satoら[51]はA5083合 金 に 対 し ビ ッ カ ー ス 硬 さ試 験 の 結 果 を 結 晶 粒 径 で 整 理 し,Ho=80,kH=14HV×pm‑1/2を 導 出 し た .Fig.3.9にTable3.1 の 結 果 とSatoら[51]の 結 果 を プ ロ ッ トす る.こ の 図 を 見 る と,出 発 材 とRegionIII材 はSato
ら の 結 果 と よ く 一 致 し て い る.一 方 で,RegionII材 は 破 線 か ら 大 き く逸 れ,軟 化 し て い る こ と が 分 か る.こ れ に つ い て は,第35節 の 結 果 を 踏 ま え て 考 察 す る.
150
⁝⁝50
>鴇ののΦξお=︒,﹄o着哨﹀
Hv二H+k6「Ll/2
岬 一̲齢 一 一 一 一 ℃ 一̀
Regionm(d==4.9μm) Initial(d=7.O繕m) RegionII(d==肇L8鮭r識)
0
00.20.40.60.81
dif2/Ptm‑i/2
Fig.3.9ビ ッ カ ー ス 硬 さ の 粒 径 依 存 性.破 線 でSatoら[51]の 結 果 を 示 す .
3.5キ ャ ビ テ ィ 観 察
Fig.3.10に 変 形 前,Fig.3.11にRegionII破 断 時,Fig.3.12にRegionIII破 断 時 の 試 験 片TD 断 面 の レ ー ザ ー 顕 微 鏡 写 真 と 二 次 電 子 像,反 射 電 子 像 を 示 す.変 形 前 の 試 験 片 で は,目 立 っ た キ ャ ビ テ ィ は 確 認 され ず,A16Mn析 出 物 近 傍 に 数 μmの キ ャ ビ テ ィ が 確 認 で き る.Region II破 断 時 に お い て は,観 察 領 域 全 体 に キ ャ ビ テ ィ の 形 成 が 確 認 され,破 断 部 近 傍 に お い て 特 に 大 き な キ ャ ビ テ ィ の 形 成 が 確 認 で き る.こ れ ら の キ ャ ビ テ ィ は,変 形 前 と 同 様,Al6Mn 析 出 物 近 傍 に 形 成 し た も の と,A16Mn析 出 物 が 近 く に 見 ら れ な い も の に 大 別 で き る.前 者 は 変 形 前 か ら 存 在 し た キ ャ ビ テ ィ が 核 と 成 り,後 者 は 粒 界 す べ り に 伴 う付 随 現 象 の 不 備 に よ り 核 を 形 成 し,こ れ ら の キ ャ ビ テ ィ の 核 が 成 長 ・合 体 す る こ と で 体 積 を 増 や し た と 考 え ら れ る.一 方,RegionIII破 断 時 に お い て は,均 一 変 形 部 で は 目 立 っ た キ ャ ビ テ ィ の 形 成 は 確 認 さ れ ず,破 断 部 近 傍 に お い て 比 較 的 大 き な キ ャ ビ テ ィ の 形 成 が 確 認 さ れ た.Iwasakiら[55]
は,A5083合 金 に つ い て 変 形 速 度 と キ ャ ビ テ ィ の 体 積 率 の 関 係 を 調 査 し,変 形 速 度 が 速 く な る ほ ど(=変 形 応 力 が 高 く な る ほ ど)キ ャ ビ テ ィ が 増 加 す る と 報 告 し て い る.し か し,今 回 の 結 果 で は 変 形 速 度 の 速 いRegionIIIの 方 が キ ャ ビ テ ィ の 量 は 少 な か っ た.こ れ は, Iwasakiら[55]の 調 査 範 囲 は あ く ま でRegionIIに 分 類 さ れ た ひ ず み 速 度 域 で あ り,RegionIII に 分 類 さ れ た ひ ず み 速 度 域 ま で 調 査 し て い な い た め で あ る.更 に,RegionII(Fig.3.ll)と
RegionIII(Fig.3.12)の キ ャ ビ テ ィ の 形 成 量 の 違 い は,粒 界 す べ り の 付 随 現 象 が 異 な る た め で あ る と 考 え ら れ る 。Iwasakiら[55]は,キ ャ ビ テ ィ の 形 成 と合 体 は 拡 散 に よ っ て 生 じ る と 主 張 し て お り,Fig.3.7に 示 し たFIBグ リ ッ ドを 用 い た 表 面 観 察 の 結 果 で も 転 位 の す べ り運 動 に よ る 粒 内 変 形 が 確 認 さ れ な か っ た こ と も 踏 ま え る と,RegionIIに お け る 変 形 機 構 は, AshbyとVerrall[9]が 主 張 す る 拡 散 が 伴 う粒 界 す べ り で あ る と 予 想 さ れ る.
Fig.3.9で は,RegionIIの 変 形 に よ り,粒 径 に よ る 予 測 よ り も材 料 が 大 き く 軟 化 す る こ と が 示 され た.Fig.3.ll(a)に 示 し た レ・一一一・ザ ー 顕 微 鏡 写 真 で は,破 断 部 近 傍 だ け で な く ビ ッ カ ー ス 硬 さ 試 験 を 行 っ た 均 一 変 形 部 に お い て も キ ャ ビ テ ィ の 形 成 が 確 認 で き る.以 上 の こ と か ら,RegionII材 の ビ ッ カv・・一・一ス 硬 さ の 軟 化 は,キ ャ ビ テ ィ が 原 因 で あ る と 考 え ら れ る.
)佃量匪置
0.5
̀b
5Fm
'
壷 驚 .3 , ≒
(c'蓼 ・ ・1
●
冷
■一
一
̀e.1、,
81
守 '1
̀
.ム
●
(d
ら"
亀
︒●糧智5μm
,
θ
'
.㍉
',
ミ .'o
㌻
解
竃 、
蓼 '
ノ,1
一
3緋mゼ
、 、
Fig.3.10変 形 前 試 験 片,TD断 面 の(a)レ ー ザ ー 顕 微 鏡 写 真, 反 射 電 子 組 成 像 内 の 明 部 はAl6Mn析 出 物 を 示 す.
る の
.」 ・' '
・̀1●
げ の
働 .'1ド
一
の8‑,
1;t
い
'
・ レ
' ,
1・ ∵ 、
8
臨 ノ
ゴ .・
'e'A
(b‑e)反 射 電 子 組 成 像.
a
(
卜 … 一
'≠
ハ/慰 一.凶 ÷3二 露■b( つ9σ5︑て
lOμm●
(d
℃
c氏 ㌔
￠ら4̀
燦 ㌧ β少 畷 贈"
。 1・ 『
◎
・ φ 『
、1, d,
硫
'
ρ10纏m
白白 白■白 白白 白自 ≒ ・1
・(e
(ご ∂ ・