Fig.6‑3‑2 Stress‑strain curves of No.l alloy.
4 0 0 0
ロ
No.1・
dNo.3 No.2・
No.4~No.5 ONo.6 ....No.7
※H‑C
0 : 3 0 0 0
~ ...c
O心
ロω
(/) (])
〉
ω
己
5100O U
a︐ ・
2bvi ハU
773 973
5 7 3
373
Temp.， K
Fig.6‑3‑3 Compressive strength vs. temperature.
~司司
として求めた.ここで， pは荷重，
A
。は試料 の原断 面 積 で あ る . 室 温"‑'873K
ま で は ， 温 度 の 上 昇 と 共 に最大 応 力 は 低下す る が， 破断 す る ま で の ひ ず み量は 少 な く ， 最 大 応 力 に 達 し た と き に，ぜ い 性 的 に 破 壊 し た.図 中 で は，最 大 応 力 に 達 し た 後 に 応 力 が 低 下 し て い る が ， こ れ は最大 応 力 に達したときに 試料に ク ラック が 生 じ て い る た め と 考 え ら れ る . 一方，923K
以 上 の高温 域 で は， 最大 応 力 に 達 し た 後 強 度 は 低 下 し ， ひ ず み 量 が 増 加 し て 破 壊 は 起 ら な か っ た . 他 の 試 料 も ほ ぼ 同 様 な 傾 向 を 示 し た .F i g . 6 ‑ 3 ‑ 2
の 応 力 ー 歪 み 曲 線 の 最 大 応 力 を 圧 縮 強 さ (0c)と し ， 温 度 と の 関 係 を 求 め た . こ れ ら の 値 は2
本 の 試 験 片 の 圧 縮 強 さ の 平 均 値 で あ る .F i g . 6 ‑ 3 ‑ 3
に 示 す よ う に ， い ず れ の 試 料 の0cも 温 度 の 上 昇 と 共 に 低 下 し て い る . ハ イ ス 系 合 金 の0cは873K
以 上 ， 高 ク ロ ム 鋳 鉄(H‑C)
の0cは823K
以 上 で 急 激 に 低し，
973K
で は 両 者 の 差 は 極 め て 小 さ く な る .823K
以 上 で は ， マ ル テ ン サ イ ト の 匝 復 が 起 り ， さ ら に二次 炭 化 物 の 成 長 が 進 む た め ? 強 度 も 大 き く 低 下 す る と 考えられる.W の 有 無 の 影 響 は ほ と ん ど 認 め ら れ な い が ，
Co
添 加 に よ っ て873K
で の 強 度低下が抑えられており，Co
により 二次 炭 化 物 の 組 大 化 が 抑 制 さ れ ， ま た ， 耐 熱 性 に富むCo
の 固 溶 強 化 作 用 が 働 い て い る 可 能 性 も あ る .N i
添 加 試 料No.3
で は ， 焼 入 れ 時 に80%
の γを 残 留 し て 硬 度 も 低 く ， 焼 戻 し に よ り 残 留 γ量は1 . 9 %
まで減少して硬さは増すがヲF i g . 6 ‑ 3 ‑ 1
に 示 し た よ う にN i
無 添 加 材 の 硬 さ よ り 低 い . ま た ， 高 温 域 に お い て も 低 硬 度 側 に あ り ， 強 度 も 低 い . 黒 鉛 晶 出 試 料No . 7
は ， い ず れ の 温 度 で も 圧 縮 強 さ が 低 く な っ た . こ れ は ，No.3
と間後に Ni添 加 に よ る 便 さ の 低 下 ， ま た ， 共 品 黒 鉛 が 強 度 を 低 下 さ せ て い る と 考 え ら れる .過共 晶 試 料No . 6
の0cは ， 亜 共 晶 試 料No.4
と ほ ぼ 同 程 度 で あ っ た . こ れ は ， 初 晶 M Cは 比 較 的 粗 大 で あ る が 基 地 中 に 不 連 続 に 分 布 し ， 平 均 硬 さ へ の 寄 与 が 基 地 硬 さ と 比 較 し て 小 さ く ， ま た ， 破 壊 は 亜 共 晶 試 料 と 同 様 にM
2C
を 起 点 と し て 生 じ る た め と 考 え ら れ る .
室温と
923K
で 圧 縮 試 験 し た 試 料 の 組 織 写 真 をF i g . 6 ‑ 3 ‑ 4
に 示 す . 室 温 で は ， ほ と ん ど 変 形 は 起 ら ず ， 炭 化 物 と 基 地 の 界 面 に 沿 っ て き 裂 が 進 展 し て い る が，923K
で 圧 縮 試 験 を 行 っ た 場 合 ， 試 料 が 大 き く 塑 性 変 形 し て お り ， 炭 化 物 も 含 め て 塑 性 流 動 が 生 じ て い る . し た が っ て ， こ の 温 度 以 上 で は ， 基 地 の 軟 化‑ 8 8 ‑
‑ ‑ ‑ 四 司
Fig.6‑3‑4 Microstructures of specimen No.l after compression test at room temperature and 923K.
G Z
o z
σ Z
。
z=Y/2σzニY/2 Fig.6‑3‑5 Stress states of specimen.
に よ っ て 塑 性 変 形 が 起 り ， 微 細 に 晶 出 し た 共 品 炭 化 物 は ， 基 地 を 保 持 す る こ と が で き ず ， 高 温 硬 さ を高め る 効果 が 小 さ い も の と 考 え ら れ る . 円 柱 の圧 縮 中 で は，
F i g . 6 ‑ 3 ‑ S
に示す よ う に， 試 料 内 部 は 圧 縮 応 力 に よ り せ ん 断 応 力τが 発 生 す る . ま た ， 組 成 変 形 を 起 こ す試 料 では， 側 面 に 円 周 方 向 の 引 張 り 応 力 (Ofl=‑Y/2ヲO付 は 圧 縮 の 降 伏 ま た は 破 断 応 力，y は圧 縮の 降 伏 応 力 ) が 作 用 し， さ ら に 治 六 と 試 料 聞 に摩 擦力があると， 試料は樽型となり， 二 次 的 引 張 り 応 力 (‑O~) が発 生 して08= ‑Y /2‑O~ となる.これら τ または Ofl が臨界値に達したときに破壊が生 じ る . 本 試 験 片 は 直 方 体 で あ り ， 応 力 状 態 は さ ら に 複 雑 に な る が ， 破 壊 は 円 柱 試 料 と 同 様 な 応 力 に よ り 起 る も の と 考 え ら れ る . 極 め て 硬 く ぜ い 性 材 料 の 本 系 合 金 は 室 温
""873K
で は ほ と ん ど 塑 性 変 形 す る こ と な く 破 壊 を 生 じ ， 一方，923K
以 上 で は ， 塑 性 変 形 能 が 増 し ヲ 試 料 は 樽 状 を 呈 し た .F i g . 6 ‑ 3 ‑ 1
とF i g . 6 ‑ 3 ‑ 3
よ り 亜 共 晶 試 料 NO.l""4の室温""9 2 3 K
で の 硬 さ と 圧 縮 強 さ の 関 係 を 求 め た 結 果 をF i g . 6 ‑ 3 ‑ 6
に 示 す . 圧 縮 強 さ は 硬 さ に ほ ぼ 比 例 し て 高 く な っ て お り ， 両 者 の 相 関 が 極 め て 強 い こ と か ら 硬 さ か ら 圧 縮 強 度 を 推 定 できる. こ の 様 な 強 い 相 関 が 得 ら れ る の は ， 硬 さ 試 験 ， 圧 縮 試 験 の い ず れ の 試 験 方 法 も 試 料 に 圧 縮 方 向 の 負 荷 を 与 え ， そ の 荷 重 に 対 し て の 変 形 抵 抗 を 得 て いる た め と 考 え ら れ る .
6.3.2 室 温 で の 曲 げ 強 さ
室 温 で 曲 げ 試 験 し た 結 果 ， い ず れ の 試 料 と も ほ と ん ど 変 形 す る こ と な く ぜ い 性 破 壊 し た . 曲 げ 強 さ を