固溶体合金の再結晶(Cr-Ni合金の冷間圧延集合組織
と再結晶集合組織について)
著者
岡村 俊一, 浜崎 美智子
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
12
ページ
47-56
別言語のタイトル
ON THE RECRYSTALLIZATION OF SINGLE SOLID
SOLUTION ALLOY ( ROLLING AND RECRYSTALLIZATION
TEXTURES OF Cr-Ni ALLOY )
固溶体合金の再結晶(Cr-Ni合金の冷間圧延集合組織
と再結晶集合組織について)
著者
岡村 俊一, 浜崎 美智子
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
12
ページ
47-56
別言語のタイトル
ON THE RECRYSTALLIZATION OF SINGLE SOLID
SOLUTION ALLOY ( ROLLING AND RECRYSTALLIZATION
TEXTURES OF Cr-Ni ALLOY )
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固溶 体 合金 の再 結 晶(Cr-Ni合
金 の冷 間圧 延
集 合組 織 と再結 晶集 合 組 織 につ い て)
岡 村 俊 一 ・浜 崎 美 智 子 (受理 昭和45年5月31日)
ON THE RECRYSTALLIZATION
OF SINGLE SOLID SOLUTION ALLOY
(ROLLING
AND RECRYSTALLIZATION
TEXTURES OF Cr-Ni ALLOY).
Shunichi OKAMURA
and Michiko HAMASAKI
This studies were carried out to clarify the rolling and recrystallization
behaviors of
20 % Cr-Ni alloy.
The results are as follows : In the both specimens slow-cooled and quenched during
heat treatment before cold rolling, RD//<110>
componet appeared in the rolling textures
at smaller reduction.
In the specimen quenched during heat treatment before cold rolling, preferred
orienta-tions of rolling are (001)[110]+(111)[110]+(001)[100]+(112)[111].
Its RD//<<110>
compo-rnent tended to decrease after recrystallization and preferred orientations of recrystallization
are(001)[100]+(110)[001]+(111)[312]+(411)[148]+(001)[110].
In the recrystallization texture
slow-cooled during heat treatment before cold rolling, RD//<110>
component diminished
at smaller reduction than quenched ones.
1.緒 言 本 報 は,金 属 の再 結晶 の 過 程 を 研 究 す る た め に行 な つ て い る一 連 の研 究 の うち,特 に 第2相 を も た な い, 徐 冷 焼 鈍 の状 態 で 均 一・固 溶 体(γ 相)領 域 に 入 る20% Cr-Ni合 金 に つ い て,そ の 冷 間 圧 延 集 合 組 織 と再 結 晶 集 合 組 織 に つ い て 報 告 す る も の で あ る が,特 に この 合 金 はCr添 加 合 金 に 顕 著 で あ るRD//<110>集 合 組 織 か らな る 縞 状 組 織 を 明 瞭 に示 す が,そ の 冷 間 圧 延 集 合 組 織 と 再結晶 集 合 組 織 に 関す る研 究 は ほ とん どな され て い な い.ま た この よ うな 方 位 に 関 す る 集 合 組 織 制 御 の た め の基 礎 的 知 見 を 得 る こ と は,RD//<110> 冷 延 集 合 組 織 を もつ,こ の 種 の 金 属 の塑 性 加 工 性 を 向 上 させ る上 に も非 常 に重 要 な こ と で あ る と考 え る. 本 報 は,以 上 の よ う な観 点 よ り,20%Cr-Ni合 金 の 冷 延 集 合 組 織 と再結晶 挙 動 を 詳 細 に 観 察 し,RD// < 110>冷 延 方 位 を もつ 金 属 の集 合 組 織 制 御 の た め の 基 礎 的 知見 を 得 る こ と を 目 的 と した もの で あ る. 2.試 料 と実 験 方 法 20%Cr-Ni合 金 は タ ン マ ン炉 で 溶 製 し,シ ェル 型 に 鋳 造 した.Fig.1にCr-Ni合 金 の 状 態 図 を示 す. 鋳 塊 は1080℃ で25%熱 間 圧 延 した 後,1000℃ ×2hr 加 熱 保 持 した 後 水 冷,お よび1000℃ ×2hr加 熱 保 持 した 後50℃/hrの 速 度 で常 温 ま で 徐 冷 した も の を70 %ま で 一 方 向 に,一 回 の 圧 下 量 を0.15mm(圧 下 率 0.75%)つ つ に押 さえ て20%ま で冷 間加 工 した 際 の {200}極 点 図,お よ び こ れ を700℃ で64rnin間 加 熱 し た際 の{200}極 点 図 の 変 化,お よ び 同 様 に して 40%冷 間 加 工 材,70%冷 問 加 工 材 に つ い て,そ の 各 々 の加 工 材 の 集 合 組 織 に お よ ぼす 熱 的影 響 を 詳 細 に 調 べ た. X線 極 点 図 測 定 用 試 片 は,あ らか じめ40mmφ,厚 さ2mmに 切 り出 した 試 片 を 化 学 研 摩 で 約1/2厚 さ ま で と り去 り,平 面 に 直 し た後,ピ ク リ ン酸 塩酸 ア ル コ ー ル溶 液 で,約20秒 腐 蝕 した 後,Schulzの 反 射 法 で さ らに0.1mmの 厚 さ まで 化 学 研 摩 し た後 平 面 に 仕 上 げ て,Decker-Asp-Harker透 過 法 に よ り測 定 し た 。特 性X線 は い ず れ もCuKα 線 で,反 射 法 は管 電 圧30kV,管 電 流8mA,Mnフ ィル タ ー,透 過 法 は 管 電 圧40kV,管 電 流8mA,Mnフ ィル ター を 使 用 し た 。
48 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第12号
Fig. 1 Cr-Ni diagram.
3.実 験 結 果 試 料 を1000℃ ×2hr加 熱 保 持 した 後 水 冷,お よ び 1000℃ ×2hr加 熱 保 持 した 後50℃/hrの 速 度 で 常 温 ま で 徐 冷 した も の を70%ま で 一 方 向 に,一 回 の圧 下 量 を0・15mm(圧 下 率0.75%)づ つ押 さえ て20% ま で 冷 間 加 工 した 際 の{200)極 点 図,お よ び こ れ を 700℃ で64min間 加 熱 した 際 の{200}極 点 図 の 変 化,お よ び 同 様 に して40%冷 間加 工 材,70%冷 間 加 工 材 に つ い て,そ の 各 々 の加 工 材 の 集 合 組 織 に お よ ぼ す熱 的 影 響 を 詳 細 に 調 べ た, Fig.2,3,4に20%Cr-Ni合 金 を,1000℃ が 2hrの 溶 体 化 処 理 後0℃ の水 中 に 急 冷 し後,20%, 40%,70%一 方 向 に 冷 間 圧 延 した もの の{200}極 点 図 を 示 す. これ らの 図 よ り,冷 問 圧 延 前 に焼 入 れ を 行 つ た も の に は20%冷 延 材 で(001)〔110〕+(110)〔001〕+(111) 〔112〕+(111)〔132〕+(112)〔111〕+(110)〔112〕 等が弱 い 集 積 を示 す.圧 延 率 を 増 す と 主 方 位 は(112)〔111〕 + (111)〔112〕+(111)〔312〕+(100)〔112〕 と な り,さ らに圧 延 率 が 増 す と(001)〔110〕+(112)〔111〕 に 強 い 集 積 を 示 し,他 に(111)〔110〕,(001)〔100〕 を 示 す よ うに な る. Fig.5,6,7に こ れ らを700℃ で64min間 加 熱 し た際 の 再結晶 集 合 組 織 を示 す.20%冷 延 材 を 焼 鈍 す る と(001)〔110]+(110)〔110〕+(111)〔112〕+(112) 〔111〕+(111)〔312〕 等 に 弱 い 集 積 を 示 す.他 に,(411) 〔148〕近 傍 の もの も あ る.40%冷 延 材 の 焼 鈍 材 で は, (001)〔110〕+(112)〔111〕+(110)〔110〕+(111)〔112〕+ (111)〔312〕 の他 に(210)〔001〕 と(411)〔148〕 に か な り強 い 集 積 を 示 す よ う に な る.前 者 は(110)〔001〕 を 〔001〕方 向 を 軸 と して(100)〔001〕 の 方 向 に 回 転 し た も の で あ り,後 者 は近 似 的 に(411)〔011〕 の 板 法 線 〔411〕 に 関 す る±200の 回 転 と して示 さ れ る も の で
岡 村:固 溶 体 合 金 の再 結 晶 49
Fig. 2 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 20% cold rolled after quenching from 1000°Cx2 hr.
Fig. 3 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 40% cold rolled after quenching from 1000°Cx2hr.
50 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第12号
Fig. 4 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 70% cold rolled after quenching from 1000°Cx2 hr.
Fig. 5 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 20% cold rolled after quenching from 1000°Cx2hr and annealed at 700°C for 64 min.
岡 村:固 溶 体 合 金 の再 結 晶 51
Fig. 6 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 40% cold rolled after quenching from 1000°Cx2hr and annealed at 700°C for 64 min.
Fig. 7 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 70% cold rolled after quenching from 1000°Cx2 hr and annealed at 700°C for 64 min.
52 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第12号
Fig. 8 (200) pole figure of the 20 % Cr-80 % Ni alloy, 20 % cold rolled after 50°C/hr slow cooling from 1000°Cx2 hr.
Fig. 9 (2001 pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 40 96 cold rolled after 50°C/hr slow cooling from 1000°Cx2 hr.
岡村:固 溶 体 合 金 の 再 結 晶 53
Fig. 10 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 70% cold rolled after 50°C/hr slow cooling from 1000°Cx2 hr.
Fig. 11 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 20 96 cold rolled after 50°C/hr slow cooling from 1000°Cx2 hr and annealed at 700°C for 64 min.
54 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第12号
Fig. 12 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 40 % cold rolled after 50°C/hr slow cooling from 1000°Cx2 hr and annealed at 700°C for 64 min.
Fig. 13 (200) pole figure of the 20% Cr-80% Ni alloy, 70 % cold rolled after 50°C/hr slow cooling from 1000°Cx2 hr and annealed at 700°C for 64 min.
岡村:固 溶 体 合 金 の 再 結 晶 55 あ る.さ らに70%冷 延 材 を焼 鈍 す る と,そ の再結晶 主 方 位 は(001)〔110〕+(001)〔100〕+(110)〔001〕+ (111)〔312〕 に集 積 して く る。 Fig.8,9,10は 同 じ く20%Cr-Ni合 金 を1000℃ ×2hr加 熱 後,50℃/hrの 速 度 で 常 温 ま で ゆ つ く り と徐 冷 した も のを20%,40%,70%一 方 向 に 冷 間 圧 延 した もの の(200}極 点 図 で あ る.20%冷 延 材 で は (001)〔110〕,(110)〔112〕 等 に か な り 強 い 集 積 が み ら れ る.そ の 他 に,(112)〔111〕,(111)〔112〕,(111) 〔132〕等 が あ る.同 材 を40%ま で 冷 間 圧 延 す る と, そ の 集 積 は(001)〔110〕+〔312〕+(112)〔111〕+(110) 〔001〕で あ る.さ らに 圧 延 が 進 む と70%冷 延 材 で (001)〔110〕 のRD//〔110〕 繊 維 組 織 を 顕 著 に 示 す よ うに な る.そ の 仙 の 方 位 と して は(111)〔112〕,(110) 〔001〕,(110)〔112〕 等 が あ る. Fig,11,12,13に 冷 延 前 に 徐 冷 焼 鈍 した もの を20 %,40%,70%一 方 向 に 冷 間 圧 延 後,700℃ で64 min間 加 熱 焼鈍 した と きの{200}極 点 図 を 示 す. Fig.11は20%圧 延 材 の 再結晶 集 合 組 織 で あ る が, (411)〔148〕+(110)〔112〕+(112)〔111〕+(110)〔001〕 に 集 積 を 持 つ. Fig.12は 同 じ40%圧 延 材 の 再 結 晶 集 合 組 織 で あ る が,同 様(001)〔100〕,(112)〔111〕 が 主 方 位 で,他 に(411)〔148〕 近 傍 の も の が あ る。 Fig.13は70%圧 延 材 の 再結晶 集 合 組 織 で あ る が,図 よ り判 る よ うに 冷 延 材 に お い て 顕 著 に現 わ れ た (001)〔110〕,(411)〔001〕 は(210)〔001〕 に 大 部 分 移 行 して お り,他 に も(411)〔148〕,(001)〔100〕,(112) 〔111〕等 の も の に な り,RD//<110>の 繊 維 組 織 は, か な り ラ ンダ ム 化 され て い る. 4.考 察 20%Cr-Ni合 金 のRD//<110>繊 維 組 織 は,冷 間 圧 延 前 に 溶 体 化 処 理 して 焼 入 れ を 行 つ て あ る も の は,か な り低 加 工 度 よ り こ の方 位 の 集 積 が あ り,加 工 度 が高 くな る と交 叉 す べ りに起 因 す る(112)〔111〕 が 増 加 す る た め,そ の 再 結 晶 集 合 組 織 に は 立 方 体 方 位 (001)〔100〕 が か な り 現 われ る よ うに な るが,RD// < 110>の 圧 延 組 織 もか な り残 留 す る.し か し,非 常 に加 工 性 が 良 い と い わ れ て い る(110)〔001〕,(111) 〔312〕 等 も,か な り の量 併 存 して い るた め 比 較 的加 工 性 は 良 好 で あ ろ う. 一 方,冷 間 圧 延 前 に 徐 冷 焼 鈍 を 施 こ して あ る もの は,溶 体 化 処 理 し て焼 入 れ して あ る もの に較 べ て か な り早 くか ら交 叉 す べ り を生 じ,20%冷 延 で す で に わず か な が ら(112)〔111〕 を 示 す.し た が つ て,そ の再 結 晶 集 合 組 織 は 前 者 に較 べ て 立 方 体 方 位(001)〔100〕 の 量 が 多 く,強 加 工 度 に な るに つ れ て 立 方 体 方 位 の 量 は 多 くな る.し か し な が ら,RD//<110>繊 維 組 織 は, 大 体40%冷 延 材 の 再 結 晶 集 合 組 織 よ り消 失 し始 め る した が つ て,RD//<110>繊 維 組 織 を 消 失 せ しめ る に は,冷 延 前 に十 分 の均 熱 徐 冷 焼 鈍 を 施 こ して お く こ とが 必 要 で あ る.し か し,RD//<110>は 消失 して も か な りの 量 の 立 方 体 方 位 を 有 す る た め,さ らに 良 好 な 加 工 性 を 得 る た め に は,こ の(001)〔100〕 を さ らに 加 工 性 の 良 い他 の 方 位 に 変 え る た め の集 合 組 織 制 御 法 も 必 要 で あ ろ うと 考 え られ る. 5.総 括 20%Cr-Ni合 金 の 冷 間 圧 延 集 合 組 織,お よび 再 結 晶 集 合 組 織 を 調 べ,集 合 組 織 制 御 の た め の基 礎 的知 見 を 得 る た め の 実 験 を 行 い,次 の よ うな 結 果 を 得 た. 1)冷 間 圧 延 前 に 溶 体 化 処 理 して 焼 入 れ を 行 つ て あ る も の,徐 冷 焼 鈍 を施 して あ る もの,い ず れ も か な り 低 加 工 度 の もの よ りRD//<110>繊 維 組 織 の 集 積 が あ るが,後 者 の 方 に よ り一 層 こ の 集 積 が 強 い. 2)冷 間 圧 延 前 に溶 体 化 処 理 して 焼 入 れ して あ る も の は,加 工 度 が高 くな る と交 叉 す べ り に起 因 す る (112)〔111〕 が 増 加 して くる. 3)そ の 再結晶 集 合 組 織 に は,立 方 体 方 位(001) 〔100〕が か な り 現 われ る よ うに な る が,RD// <110>の 圧 延 組 織 も か な り残 留 す る 。 4)冷 間 圧 延 前 に1000℃ ×2hr加 熱 後,0℃ の 水 中に 焼 入 れ した の ち加 工 し た も の の再結晶 集 合 組 織 中 に は,<110>方 位 の 残 留 圧 延 組 織 を か な り 含 む が,そ の 反 面 非 常 に 加 工 性 が 良 い とい わ れ て い る(110)〔001〕,(111)〔312〕 等 も か な りの 量 併 存 す る た め,比 較 的 そ の 塑 性 加 工 性 は 良 好 で あ ろ う. 5)冷 間 圧 延 前 に 徐 冷 焼 鈍 を施 して あ る もの は,溶 体 化 処 理 して 焼 入 れ して あ る もの に 較 べ て,か な り早 くか ら交 叉 す べ りを生 じ,20%冷 延 で す で に わず か な が ら(112)〔111〕 を示 す. 6)再 結 晶 集 合 組 織 に は,前 者 に較 べ て立 方 体 方 位 (001)〔100〕 の 量 が多 く,加 工 度 が増 す に つれ て 立 方 体 方 位 の 量 は多 くな る. 7)RD//<110>繊 維 組 織 は,大 体40%冷 延 材 の
56 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第12号 再 結 晶 集 合 組 織 よ り 消失 し始 め る. 8)20%Cr-Ni合 金 のRD//<110>冷 延 繊 維 組 織 を 消失 せ し め る に は,1000℃ ×2hrの 均 熱 処 理 の 後,50℃/hrの 速 度 で 常 温 ま で ゆ つ くり と徐 冷 して や り,そ の 後40%付 近 の 冷 間 圧 延 を施 し て,700℃ で64min間 加 熱 す る と よ い. 9)RD//<110>は 消 失 し て も,か な りの 量 の立 方 体 方 位 を 有 す る た め,さ らに 良 好 な 加 工 性 を得 る た め に は,こ の(001)〔100〕 を さ らに 加 工 性 の 良 い 他 の 方 位 に 変 え る た め の 集 合 組 織 制 御 法 も 必 要 で あ ろ う.
