研 究 論 文 bttL.ー
触 発 加 工 の 応 用
節 V報 燦 血圧 著 した界種 金城 の境 界層
野 村 単 軌.
1. 縮 盲
爆轟を利用して典軽金属を圧君する時,それ等の境 界にいづれの仕掛 こも属 しない 屑 (以下 鼎常層 と呼 ぶ)が諮められるgfを既に報告したl)I)｡ その際, 軟 銅掛 こアル ミニウムを被挺した時の典骨層を合金相 と 解したが,その理由は両者が合金をつ くり易い性質を 有 してお り,且つ圧潜時に境界は著 しい政 変上昇を伴 う払 アル ミニウムの鮭解が期待 され るからである｡
即ち極めて怒鳴rmに合金相が生成するためには少 くと も一方が終曲状態にある布と丙金属の親和性の憩い亦 とが前提となる｡一方繭を外秘被暖した場合の異常層 は鉄と銅 との親和性の小さい串か ら,前qifこ合金眉と 理解するのに困梓を感 C,今後の吟味が必要であると した｡本研究は爆轟庄着によって弗粗金偶の境外に生 ず る鼎常屑の顕徴盛観泰とそれに遊づ く二三の考癖を 述べたものである｡
L b)
FJ g. L Met h o dsf orexp
L o s i ve･ J ol nJ ng.
( a)Set upf o rwe l di t l gt wome t alp l at e s.I t hi c kpl at e ,2t hi npl at e ,3buf f ermat er i al
,4e xpl o s i vel ayer ,5de
t onat or . ( b)Se t l J P f orwe l di ngamet alt ub et oat o d.
Ime t al t t l b e ,21 o d . The
mar kofar r ow i ne a c h c as es ho wsadi r e c t i onof
de t ona t i on.
昭和3 6 *7f l 2 1 E l 受忍 +防南大学快 暁yL 文相小耳缶
2
ほかに1. 既即 )の軟銅捗の州 軌こ銅管を庄耕 した武科のtl. 爽 験 ,下記の如き故腐板に鋼板を熔古庄宕した試料 をも用意した｡即ちその板材試料は,軟鋼板 (厚 さ5火4 0×J 5 0J T I m)
上に銅板 (厚 さ1mm)
を現わ･ そ の銅板上に特称 カー リット (燕の厚 さ
5mm)
を お 杏,それを一塊 より起爆 して移勤する燦虹 を加へる lJfによって,得たものである
(
Fi g
･1
‑a)｡ 上紀いづ れの就料であっても鼎常層の存在は腐蝕なしで頗後鏡下で詰める布が出来る｡異常屑の現はれ方は鱒 轟方向 に対する切断方向のとり方で典なる｡その状怨をF
i g･
LB)
td)Fl g･ 2 1 Cr o s s I S e C t i o naLs ke t c he
sofi nt er f a ･
c e s b e t wc e J ldi s s i m il arme t alp ar t swel de d
ー l v コt T M ̲ ･ 註‑r 77 I
‑ ● ニ p‑ , ^ J･
''工 芸童 を三 言 ' r
P p ｡ e r T.
Ate .E T AC ,e e ,
化第二鉄塩酸辞液{･異常層が黒 く腐蝕 されるのは,同 溶液がフェライ ト成分をも腐飽するか らであり
, 2
% 硝酸アルコール溶液ではフェライ ト成分が肌着程腐蝕 されないためと恩はれ る｡上記の拭料を
9 5 0 0 C, 1
時間加熱後.塩化第二鉄塩 酸溶舵を用いて検銘するとPho t 0. 3
の如 く, 異常屑Cop
p e r
M d J S t e el
Phot o. 1 . A phot om ic r ogr aphoft h ei nt e r ･ f a c ebet we e nat hi nc o pp e rpl at eandat hi c k mi l ds t e e lpl at e,whe r et hei l l t er f a c el aye r i sdi I l er e ntf r o m t h epar entmet al s.
Et c hant･ .Fe Cl 3 ‑ HCIs ol t J t i on.×1 3 6x2 β.
Fi g. 2 1
Cの場合に対応するOいづ九の拭料によっても同‑の級嶺 結 果 が 得 られ る
｡Phot o. 2
は塩化第二鉄塩酸辞液で腐蝕 した後の境TC o p p e r In te rf a ce La y e
r‑ M
ildste et i pJtoto.2.Aphotomicrographoftheinterfa‑ cebetweenacopperpartandami)dsteel onc,wheredispersedparticlesormildsteel
canbeobservedinthecopperpart.The sphericalshapeoftheparticlessuggests thattheyoncemelted.Etchant:FcC) 3 1HC) ution.×800x2/3. so l
界周の検鏡像で あるが,異常屑内には.普通に見られる多結晶構造とは異った状態における粒子の明らかな
散在が認められる｡比の粒子は軟銅より生じたものと
当然解されるが,粒子が旺Lf円形をなしている串は容
赦状態を護過した事を物語るものである｡大型の粒子
は異鋸屑の中細抑こ存在し,如何及び鉄抑こおいては一般的に小粒子になり,森に銅側において比
8
08倍程度の倍率では粒子の分散が分解されない場合があるo
上記典常屑は
2
%硝酸アルコール溶液ではあまり明投でないが,強腐蝕を施す時は或る粗度巧耶掛こなる8盤
vol . 2 2 .No
,5 .1 9 5 1 l n
t e r E a c e
M t d ￠ t e e L J i
la y e r I
Pho to.3AphotomicrographoEtheinterface
olth especimenforPhoto.1.annealedfor
anhourat9500C.Theparticles
Ofmiled
steelarerearrangedwithoutformatiorLOf
analloy.Etchant:FeCl2lHClsolutio n.
×400x2/3.中の軟銅は明瞭な分離状態を示すようになる｡Photo･
1及び2
は爆轟てよる監掛痔にjet
の発生が伴ほれる事の地衣を示すものである02.
軟鋼とアルミニウムの組合せは.約妃の銅の場合となって両者の親和性が大きいoPhoto･4
ほ軟銅棒h
terE a c
eT tJ tay er (235) Photo.I. A pho t o mj c
にアル ミニウムを外鵬 程した場合t)であるが.異常 居中に見られる円形小孔は鉄の
j e t
粒子が,就料の切 断或いは研肪時に脱落して生 じたものと推定 される｡粒子が 球形である執 ま既に述べた如 く鉄の
j e t
粒子 が溶敵状値にあった串を示すと恩はれるが,親和性の 強 い丙金属でありながら完全に渉解 しきらないのは高 粒である時Pqが短かいためであると考えられる｡境界 層全称に上紀の現象が見られ るのではな く,少･‑(とも8
00倍軽度の瞬徴銀塊轟では 均一で且つ札裂を伴はな い部分 も見られ る｡均一に見える亦分は胡故粒子の混 合状漣であるか或いは井の合金相であらう｡3
･ チ タンもアル ミニウムと同様鉄に対 して親和性 が大きい｡此の場合の燥虹 密は,チ タン板 (厚 さ2 xl 0 0〉 くZ O Omm)
と軟鋼板 (厚 さ1 0mm)
の組合せに ついて行ほれた｡爆薬はペンスリ
ットで非層 3TL m
で ある｡比の央政では峨 面に朝顔を生ずる部分があ り'致カな爆薬の佐用は実用的でな く,かへつて推力 の大か ､爆薬の方がよい様に思ほれた｡境界層の状態 の一例を示すとPhot
0.
5の如 くで, アル ミニウムのnte
r r JI C e ]A y e r ーT it
arLiumI M LLd S te
etPhoto.5. A
photomicrographoftheinter
･ facebetweeJltitanilJmplateandmildsteel p)ate･AEormatjonoEcracksuggeststhat theiJlterfacelayerproducedisbrittle. Etchan(:HNO J ･aJcoholsolution. x J36x2/3 .
場合に見られた如き鉄のjet
粒子或いはその脱落したと恩はれる小孔は認め得なかったが,亀裂の発生が顕著である｡亀裂は異常層或い は合金相が鹿い性質の
ものである歯%,其面からの反射応力法の絡或いは組合せ材料の変形等によっ て生ずるものと恩はれる｡
4
･突放
1ほ親和性のない二つの金属の例として軟銅と用との組合せ,炎験2,3
は上述と逆に親和性の大きい墳合の例として軟銅とアルミニウム或いはチタ
ンが統ばれた｡比等の炎験例において異常周は所胴鋳
造租税の形状を示さなかった｡しかし爽験1の項で述
べた如
くjet
の混合領域は鉄の敵点
J 5 0 0 0 C
以上の 高温になる軌 跡造組併 有の構造が観鰯される場合 があって もよい啓である｡結晶
粒界を示す併進組按が 定められた時:こは
j et
による混合層が新 し い 合金相 を形成 し得たものと判定するgf
が出来る｡比の様な例 は
Pho t 0. 6
に示す如 く銅管 (外径
J 9mm
,内径l r t A C e ) J h t e 2 0
t y r e
Pho
A' A
･ ノ ∴∴
' @
FJ g. 3 . A pr oduc t i or LOEm ic r o ･ j etbyc o l ) i ･ s i onb et we e name t a lpl at e ( 1 )AC C e l e r at e d byade t ent i onandame t a l pht e( 2 ) .Ar ･ r ow AA /i st hedi r e c t i onofdet onat i or Land anot her ss ho w l i ne sofj e tac t i o J l .
砺或いは管がある限界倍以上の高速で他材料に衝突圧 話する時
,Fi g. 3
のa'd
の如き箇所においてほその ままの形状において,又 b. C
,の箇所においてほ燦轟 圧による衝突が一方から進行して来て括局a
'dと同 じ形状になりながらj e t
を放出するgfになる｡各箇所 で発生 したj e t
が内蔵 されて圧着が克丁する故.結果 としてFi g. 2
の如 く摂局 された 異常層が観察 される 恥 こなる｡即ちj e t
発生の条件 (空隙の形状,限界伍 以上の衝突速度)が そろった 部分のみにj et
が発生 し,然からざる部分は) ‑ et
なしの庄宕となる｡上述の如 く異常眉では
j e t
の放出!=茄づ く混合が初 期に行はれる｡ j et
の運動エネルギーが熱に変換 され る邸によって混合領域の温齢 ま千数百皮に上昇する｡しか もその上昇は混合領域に突如 として起る故,混合 領域外は常温であり冷涼として作用するoR】ち混合額 城発生の瞬間をとって考へれは商温和が低
温
部と千教 育度の温度盛をもって不適縦的に放する抑 こなる｡か か る状嘘が一旦瞬間的:こ成立した後に熱伝導が起 る｡しかし冷源 として両側母金属の熟容丑は荊狙領域のそ れに比すれば非常に大き く,従って顕徴銀的規模の高 温領域はそれ 自体冷却 されるが,母金属が熱伝導によ ってかなりの古跡 こおいて酸解なり再結晶を起す布は まれであり,それ等の現象が起っても勿臨晩飯銘的規 模で起 るにすぎない｡以上の串は模型的には
'
例へは 大型厚内の鉄容番に極めて小丘の溶私鉄を清下 した場 合に起 る現銀を類推している萌になる｡即ち比の際溶 叔鉄は忠過に凝固するが,容紫の方は館弧と殆んど変 らない｡以上の様な考え方によって卿 拝眉が両側の母 金掛 こ対 して明苛な野 区分をもち･且つ母金属に熱 変化が殆んどな く雨脚の母材が加工状他のままにとどまりがちな布を貌明移 しる｡勿飴上述の群は一般的傾 向を示 した ものであり,金属の軽執により'又爆薬の 准耕とその丑とにより異常層に接する母材に種々の包
皮 の熱的影響が起 り科 るo
j e t
の発生を伴う圧軌 ま機械法では全然期待出来なVol . 2 2 ,N o . も 1 軸1
いものであり,界椎金属の敦固な圧常体を御るため有 利な現象と思ほれる｡即ち従来鋳造法や熱阿加圧によ って製造 されて来た典範金塀複合体に対 して,燥轟法 による糾造の可能性が示唆される｡米国における爆疎 圧密の様子 は
Amer i c an Mac hi ni r t
の本 年4
月 母方〉により推察 し得るが,二枚の板材の一辺を或る角 皮をもたせて接 し弼板材の外側に燦薬を放ける, と云 う成型装藁の場合に庇 も近い形漣を採用 している.比 の様な方式ではj et
の発生忠が 充分多 く,L ' e xpl 0 ‑ 5 i vewe l di ng"
なる表現が適切であるを強固な按潜の 得 られ る称は成型装薬のスラグの場合と同様ではあろ うが,母金属板の的供 も又大きいと思はれる｡本来敦 においては二つの金属材料に対 して故意に角皮をつけ る称はせず,金属材料面の凹凸からのmi c r o. j e t
によ って圧廿を行うとしたものである｡又持打に対する管 材の庄宕拝には,根城加工を施す称によって典範金属 被項線や′ト後棒の製造の素材としての用途を見出 し得 ると胤 まれる｡ しか しj e t
の発生を伴はせるためには 圧軒用の板又は管の内厚はあま.)好 くては不可である 故,内原の庄慾を行うためには多亜庄苛の必繋が出て 来 る｡更に又j et
発生の効果はその本質において丙種 材料を税政射 り微少領域において混合 し紺たと云う事 であり.比の層を有効にするためには.二次的に力感 処理を施 し混合層の安定化 (加工の除去と拡散による 合金化)をtl‑:ませる串 も必要と思ほれる｡J V. 魚 括
泉柾金属を称 こ傾斜をあたへた形状で組合せないで ち,比の組 合せに紅接法による畑蕗正を作用させる時 は
mj c r o･ j et
の発生を伴った 圧着が締 まれる｡ 此の gfは銅 と軟銅の如 く合金を作る親和性のない材料の組 合せの場合について明掛 こ認められる｡一方合金を作 り易い金属の組合せの場合であっても,必ず しも均一 完全な合金相を形成するとは限らず, 一方 の 金属 のj e t
粒子がそのまま保存 され る勘合がある｡脆い合金 相を生成する典称金属の組合せに燥轟圧帝を行う時.生成 した合金相に私製が発生する故,組合せる材料の 頒択に留.故する必要がある｡
本稿を作成するにあたって機械工学教蕪の行方二郎 氏 より郁々討飴と有益な助首を賜った｡記 して停 く感 謝の忠を変する
文 献
l )
野村羊P.:エ菜火藁協会託,21 ,3 7 . 3(J 9 6 0 ) ･
2)
野村羊P.:エ実火事袋ea‑ ,2 2 ,2 8(1 9 61 ) ･ 3 )) . Pc ar s on. II .ofme t a l 5 '6 7 3( Spt ･ ‑1 9
60).4 )J . M. l Vas h.R. G̲Shr cf f ) cr , F. ∫ .l Vi l l i ng:
J .Appl .Phys ,2 1 ,3 4 9(1 9 5 3 ).
5)
Anon:AT T I Cr i c anMa c hi ni s t , 1 1 9 ( Apr i ) 1 7 ,1 9 61 ) .
( 237)
Pho t o mi c r o g c o pi cOb 8 e r V 8 t i o nsonI T t t e r h oe T bt we e n Di 8 8 i mi l at ･A T o t A I BWe l d e db yDe t o na t i o n
Y8 k anNomur a Whe n t wo me t a lpa r t sar eWe l de dby
det onat i on ofe xpl os i ve ,acl a d me t ali s f or me d. Ani nt e r f a c el a ye rbe t we e nt he par t si sdi f f e r e ntf r om t hepar e ntme t a ls owi ngt oana c t i onofs ur f a c ej e t t i ng.I t i sne c e s s ar y t okno w t he me t al l ur gi c al nat ur eoft hel a yerf orpr a ct i c a lus e of t hec l a dme t aL Se v er a lphot omi c r os c opl C obs e r ba t i o ns o n t hecr o s s s e c t i on of t hei nt e r f a c ebe t we e n t he t wodi s s mi l a r
me t alp a r t sha vebe e nma de .I fa nauoyl S e as i l yma de f r omt he p a r e ntme t al sby a n us u a lmet ho d t he y ar ewel de d not me c ha ni c al l y but me t al l ug iC a ll y byt he e xpl os i v eme t ho d. I mt hepr e s e ntwor k , howe ve r ,i ti spoi nt e lo utt he t ha tt he i nt er f a c el a ye ri snotal wa ys ape r f e c t al l oya ndi sa c c o mpa ni e dwi t h c r a c ksi n s omec a s e s . ( De p ar t me ntofChe m is t r y.
De f e ns eAc a de my. Yokos u ka .Ka na gawa ) .
D. D. N. P. に関す る研究
(第 1報)
D. D. N. P.
の アル カ リ分解物 に就 て 石 川1. 持 官
L ) . D. i N. P.
即ち4
‑6‑ジニ トロベンゼン‑ 2
ジアゾ‑ I
オキサイ ドは
1 8 5 8
年にP e t e rGr j e s s l
Iによって合成さItたジアゾ化合物であり,又 これを火薬として利用 する7Pも
Cl a r k Z)
英他によって研究されて居 る｡併 し′ドら
D･ D･ N･ P
･はその合成法によって生成する始点 の形が非常に変るものであり.現在までにも針状,戟 吹.球状等細々の形のものが解 られて居る｡此等はエ 黄的に D･ D･ N･ P
･を利用しようとする跡 こ柾々の興 った性能を示すが, 此符の点を 検討 した 租皆は 少い し'又更に進んで,何故このような合成法を用いれば 比のような結晶のものが得られるかと雷うような化学 的方面の検討は軍に少いように思われる｡策者は比等 の点に関 して一連の研究を行ったが,第一報に於ては 共のうちの基礎的研究としてD. D. N. P.
のアルカリ持純中での分解機構に放て報昏する｡ 比等の ZJf柄
は
D･ D･ N･ P
･の分析. 合成等の化学的研究に関迎 してf q柳 平B n 3 F l 受理
● E l本化翼珠式金t t折尾作某所大工品FE 究訣 初円爪苛 t a T T f al l 一
正 治̀
砿粟な意味を持つものであるが,その詳細に放ては別 報で報告する串にした｡
