各種鉄鋼材料のヤング率

U.D.C.る20.172.225:るる9.15

各 種

鉄 鋼 材

料

の

ヤ

ン

グ

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Measurement

_ofYoung's

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_{of Various}

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KelSoeno Mitsuyo Baba

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MasatosbiTsucbiya

内

容

梗

概

板状試料を用い,横振動の共振周波数(約700∼900c/s,試料にかかる最大ひずみ10￣6のオーダ)を測定す ることにより,炭素鋼(C<0.9%),低炭素Cr鋼(Cr<13%),Ni-Cr系(Ni:9∼25%,Cr:15.5∼19.5%)お よびMn系(Mn:13∼16.5%,Cr:13%)オーステナイト鋼のヤング率を室温から450℃までの問で測定し た｡フェライト鋼のヤング率はCr量が10∼13%くらいに増加すると明らかに大きくなるが,全測定試料に わたり室温で約21×103∼22.4×103kg/mm2,450℃で約18×103∼19.2×103kg/mm2の範開にある｡オース テナイト鋼のヤング率はフェライト鋼に比較して一般に小さく,室温で約19×103∼20.2×103kg/mm2,450℃ で約16×103∼17×103kg/mm2の範囲にある｡なおNi-Cr系オーステナイト鋼とMn系オーステナイト鋼の ヤング率には大きい差が認められない｡

1.緒

口 弾性率を測定するには,静的方法と動的方法とがあるが,動的測 定法の利点は,測定試料に過大な応力を作用させることなく弾性率 を求め得る点にある｡この報告で採用した方法は次節で述べるよう に,板状試料を横振動させ,その共振周波数からヤング率(以下E と略記する)を求めたものである｡ 鉄鋼の弾性率についてほかなりの測定結果(1)￣(8)が発表されてい るが,比較的高い温度における測定結果は非常に少ない｡高温では 材料の軟化に伴い非弾性ひずみがあらわれやすくなるので,動的測 定法が適当である｡また高温においては,試料の熱処理法のいかん によってある温度範囲に大きい非弾性ひずみがあらわれる場合があ るので,内部摩擦の測定もあわせ行なって検討を加えた｡

2.実

験 方 法 測定に用いた試料を弟1表に示す｡それぞれ約3(り×11(紺)× 121mm(g)寸法に切削加工後熱処理を行ない,フェライト鋼の場 合は約2(g)×10(紺)×120mm(り _{に,オーステナイト鋼では約} 2.5(り×10(紺)×120mm(りに仕上げ加工してから測定に用い た｡後述するように,試料寸法の誤差はEの精度に大きく影響する ので,とくに仕上げ加工に注意した｡フェライト鋼ではいずれも熱 処理後約3∼5日後,オーステナイト鋼では約10日後に測定を行 なった｡ 第1図は共振周波数の測定に用いた装置のブロック緑園である｡ すなわち試料を2個の振動の節でつり,試料の両端に電極をおく, 一方の極に帆(=1kV DC)をかけ,これに発振器からの交番電圧 Ⅴ(=6.3VAC)を重畳させる｡試料と電極間のクローンカグは, ダ∝(鴨＋Ⅴ)2になるが,帆≫Ⅴであるから, ダ∝(γ02＋21㌔Ⅴ). ….(1) になり,ダとⅤの周期が一致する｡第】図の回路は自励発振方式に なっているので試料の共振周波数でのみ発振する｡試料が振動する と他方の極と試料間に静電容量の変化がおこるので,これを井上式 回路で電圧の変化に変換して増幅する｡共振周波数を測定するには 発振周波数をタイマで一定時間に区切り,その間ゲートを開いてス ケーラでカウントする｡タイマは0.Ot O.1,1.0およぴ10sに切換 えられるが,この測定では10s間の波数をカウントした｡この装置 を用いて内部摩擦も測定できる｡すなわちスタート･ストップ回路 * 日立製作所日立研究所 工博 ** 日立製作所日立研究所 電気炉 ｢-￣■￣￣￣￣￣｢ 試料

こ二埜___二ニコ

容畏輯Jll回 路 波高検出 回 路 タイマ スケーフ モニタ 試料駆動 回 路 発振器 スタート･ ストノブ回路 第1図 _{測定装置のブロック線図} の信号で発振がとまり,検出回路からの出力を波高検出回路に入れ. ここでリミッタを働かせてある範囲の波高値のみをスケーラでカウ ントする｡この実験ではリミッタを60∼30Vの範囲にしたので, 振幅が1/2に減衰するまでの波数∽をカウントしたことになる｡ すなわち, A氾=Aoexp(一犯∂). …‥(2) Ao:ある原点から数えて最初の振動の振幅 A”:〝番目の振動の振幅 のように減衰する振動の対数減衰率∂が(1n2)/桝として容易に求 められる｡したがって普通0￣1なる記号であらわされる内部摩擦は Q-1=+L 7r として求められる｡ さて,板状試料の原振動の場合,E(kg/mm2)と共振周波数′(c/ s)との間には次式が成立する｡

駐0･96535×10￣8×(÷)8÷′2=…

……(4) α,∂,J:それぞれ試料の厚さ,幅および長さ(cm) 打:重 さ(g) この実験ではα,∂をマイクロメータ,Jをノギス,打を化学天

びんで測定した｡試料の加工精度および′の測定誤差からくるEの

最大誤差を見積ってみる｡(4)式から,

l昔l=31刊＋3】君･l笥＋l笥＋21升…=(5)

モ＼

種

鉄

鋼

材

料

の ヤ ン グ

率

第1表 測 定 試 料 の 化 学成 分 お よ び _熱 処理 2069 化 学 成 分 (%)

加一123｡5㌔78

* * 9 ハU 1 2 1 1 1 炭 素 鋼 C Si M n Ni Cr l Co I Mo I W l そ 他 熱 ー野 !)50℃×30min-F.C. フェライト系低合金鋼 0 5 月 nJ O O ∼ ∼ 一4 9 1 ハU 5 0 亡U l 1 4 1 1 1 0 0 ハU O <U ∧U O O 0.37 0.38 0.17 0.10∼0.35 0.30∼0.50 0.15 0.54 0.70 U.68 0.65 0.30∼0.60 0.60∼0.80 0.34 0.81 0.04 0.05 0.35 0.09 0.10 0.06 0.80∼1.20 1.00∼1.50 2.01 2.32 0.02 3 4 5 亡U 7 nO 9 0 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 3 .4 5 6 7 2 2 2 2 2 つんー2 28 29 フェライト系高合金鋼 Ni･Cr系オーステナイト鋼

幣品l

〔】0 ∩フ 5 ハU O (U O O O 2 0 9 0 0 2 (U 3 2 0 ∩】0 0 0.28 0.37 0.20 0.51 0.33 0.30 0.28 0.39 ∩.59 0.62 0.48 0.64 0.79 0.72 0.67 1.27 0.05 0.92 0.71 0.45 5.12 7.51 10.75 12.79 10.15 12.30 11.88 12.83 3 n入U 6 1 ハU O ハU ハU ハU < 0.05 0.04 0.08 0.11 0.34 0.55 0.56 <1.00 0.60 0.23 0.25 0.89 1.72 1.35 1.40 (注)*印の試料成分ほ規格値である｡ F.C.は炉冷,A.C.ほ空冷, 0.60 <2.00 1.28 1.48 1.53 1.98 1.47 13.00 16.50 12.26 8.0∼11.0 24.38 23.86 24.56 25.44 20.07 0.Q.ほ油中焼入れ｡ 第2表 試料寸法および共振周波数の測定誤差に よるヤング率の最大誤差 19.58 18.0∼20.0 15.42 16.98 ＼

＼l

〟丁血丁子旦g号一昔

フェライト鋼 0.125 0.750 0.050 0.005 0.014 0.944 (%) (江)室掛こおける共振周波数′は,個々の試料で, オーステナイト鋼(%) 0125 1.200 0.050 0.004 0.011 1.390 若二t二只なるがフェライト鋼で 約740c/s,オーステナイト鋼で約880c/sである｡ が得られるが,すでに述べたように,フェライト鋼とオーステナイ ト鋼とで試料の仕上厚さが異なるので,重量と共振周波数が異な り,また厚さの加工精度もフェライト鋼のはうがよいので,Eの測

定精度も若干異なってくる｡弟2表ほそれぞれの試料について室温

での測定値から計算したEの最大誤差である｡実際にほ約450℃ま で加熱してEと温度との関係を測定したので,熱膨張による寸法変 化を考慮しなければならない｡(4)式から明らかなように,熱膨張 の補正は∂に対してのみ行なえばよい｡室温∼450℃間の平均熱膨 張係数はフェライト鋼で約1.5×10￣5以下,オーステナイト鋼で約 1.9×10▲5以下とみられるので,熱膨張の補正を行なわない場合 450℃でそれぞれ約0.6クg(フェライト鋼)および約0.8%(オーステ ナイト鋼)小さく計算されることになる｡且の温度係数を厳密に検 討する場合これが重要になるが,測定値として示したものは熱膨張 5.25 ･4 7 6 <U 9 0 1 0,55 0.48 0.54 0.85∼1.10 0.90∼1,20 1.08 0.94 0.76 0.94 0.92 1.08 0.68 1.07 1.10 0.07 4 6 Cu O.25 V O.24 Cu O.24 V O.36 V O.15∼0.25 Cu.〇1 V.15W.93W.23W胡 2 0 ハU 1 2 b6 Nj Ti一44Ti.〇8Tl.56 2 V.2 3 2 B.〇 〇 3 NbO･2V一39V25V27 l l l

i

iii

l

認諾認諾認諾

L皿LubhuLu一h一hLnb一mbh 5652422ハU2222 111 ××××××××××××

肌肌肌設肌詣椚肌帆椚

CCQCCCCCCQC 1,050℃×211→0.Q･ 700℃×2h-F.C. 陀陀陀陀陀陀陀和陀陀 5550315252 0617060606

ii′lii

×1h-0.Q. × _4b→A.C. -}0.Q. →A.C. × 2h一→0.Q. × 4h→A.C. ×2h一一0.Q. × 4b→A.C. × 2h-0.Q. × _3h一→A.C. 1,050℃×1b-0.Q. 1,050℃×1h-0.Q. の補正を行なっていない値である｡なお測定の際試料に発生する最 大ひずみは10】6のオーダである｡

3.実験結果および検討

Eの測定結果をまとめると弟3表のようになる｡用いた試料は, その組成を系統的に変化させたものではないので,成分の影響を十 分詳帥こ検討できないが,この表の結果からある程度の知見が得ら れるので,まず成分の影響を検討してみる｡ 弟3表の結果を簡易化してEと温度との関係を図示すると第2図 のようになる｡すなわち測定結果をフェライト糸合金とオーステナ イト系合金に大別できるので,まずフェライト系合金に着1]して みる｡ 炭素鋼(バンドB-3)とフェライト系低合金鋼(バソドB-2)とで ほ頬似した且が測定されているが,これら両者の成分上のおもな差 はCrとMo量である(弟1表参照)｡すなわちCr,Mo量がそれぞ れ約2.5%および約1%以下の場合,別こは測定誤差範囲内の影響 しかあらわれないことがわかる｡ 5%Cr,2%Cu合金のNo.13および7.5%Cr合金のNo.14では､ それぞれバンドB【2の下限および上限に相当する且が測定された が,そのほか大部分のフェライト系高合金鋼では,炭素鋼およぴフ ェライト系低合金鋼より約0.4∼0.6kg/mm2大きいE(バンドB-1)が測定されている｡B-1とB-2の中間に相当するCr量の試料 数が少ないことと,Cr以外の合金成分にも変化があることなどのた めに,EとCr量との関係を明確に規定しうるまでには至らないが, Cr量が約10∼13%程度に増加するとEが約2∼3%増加すること がわかる｡ただ問題になるのは,No.16とNo.20のEがB-1に比 較して大きく測定されていることである｡No.20のEが大きい原因

2070 _{昭和39年12月} ⊥ 止

評

論

第3表 各種試料のヤング率(kg/mm2)測定結果 No. 1 2 3 4 5 6 7 2 2 2 2 2 2 2

丁

29 …次 式ハ 棚州一丁ェライト系偶人H金銅 フェライト系=■‥川(‖金銅 イト鋼 NilCr系オーステナ *川三)500℃ 室 温 (約25℃) 21.32×103 21.36 21.28 21.16 21.24 19.71 20.00 100℃ ト 200℃ 300℃ 20.88×103 20.98 20.89 20.80 20.87 20.94 20.87 20.93 20.82 21.00 2り.85 20.92 20.84 21.03 21.43 21.72 21.46 21.47 21.49 21.90 20.22×103 20.33 20.33 20.27 20.27 19.46×103 19.65 19.64 19.62 19.54 400℃ 18.65×103 18.82 18.82 18.90 18.73 20.26 20.23 20.29 20.18 20.37 20.20 20.27 20.17 20.39 20.79 20.98 20.82 20.82 20.81 21.21 7 6 5 2 4 6 7一2 3 0 3 0 2 3 1 4 4 5.4 よU 4 5 u 5 6 0 2 1 ∧U 〈U 4 18.67 18.66 18.79 18.62 18.B3 18.63 18.76 18.62 18.86 19.25 19.37 19.17 19.15 19.16 19.52 450℃ 1 500℃* 1臥22×10￠ 1臥36 18.33 18.42 18.29 17.80×103 17.90 17.80 17.90 17.82 22 21 nヾ B-4 第46巻 第12号 B 〔じ ∩□ B O No. (試料No.15-No.20) (試料No.6∼No.12) (試料No.1∼No.5) (試料No.21∼No.25) 18.26 18.26 18.28 18.20 18.40 18.27 18.30 19.14 19.60 の値は室温∼450℃ 18.32 18.80

三三:;:l:…二…;

問の孜可定結果を外挿して求めたもの｡ はおそらくCoによると思われるが(Coの影響については改めて報 托したいと考えているが,Eの増加lにかなり￣有効である),No.16に ついては目■F`のところ理由が明らかでない｡分析された成分以外に もなお不純物の検討が必要なように思われる｡ 次にNi-Cr系オーステナイト鋼に着日してみると,No.21∼25の Eほかなり接近していてバンドB-4の範田にはいる｡これらの試料 ほCrが約15.5∼19.5%の簡閃であまり大きい開きがないが,Ni量 が大きく異なっている｡)すなわちNo.23∼25グ/レープはNo.21∼22 の約2倍に相当するNi量である｡したがってこれから直ちに割こ 対するNiの影繋が比佼的小さいと推定され.る｡ただNo.26とNo. 27がB-4のバンドからはずれている｡No.26とB-4に属する試料 とのおもな差は,No.26が約6%のMoを含イ丁する点にある｡しか し第2表から明らかなように,オーステナイト系合金の室温におけ る測定誤差は最大約1.4%くらいと推定されており,No.26とB-4 との差がだいたい誤差のオーダなので,EとMo量との関係につい てほ明確な結論をさけておく｡B-4とNo.27との差は誤差に比較 して明らかに大きい｡No.27のCr量がB-4に属する試料よりもか なり多くなっていることがEを減少させた原田のように思われる｡ 後に明らかにされるように,フェライト系合金の場合,Cr量を著し く増加するとgが大きく減少することが知られている｡B-4とNo. 27との比較からみると,オーステナイト系合金にも同様な傾向があ るように思われる｡ Mn系オーステナイト鋼のEも測定された成分範囲の合金に関す る限りNi-Cr系オーステナイト鋼と大差ないが,Mn系オーステナ イト鋼では温度の上帥こともなうgの減少がNi-Cr系オーステナイ ト鋼よりかなり大きいことが江口される｡またNo.28とNo.29の 測定結果を比較すると,Mn量を増加するとEが減少するようにも 見受けられるが,成分の問題については測定例が少数なので今後の 研究によって明らかにしたい｡ なお鉄鋼材料ではEとC量との関係が問題になる場合が多いと思 15.90 16.35 17.85 17.82 17.82 17.78 17.96 17.87 17.78 97901040402882 ハリ nU 5 9 5 5 1 1 6 2 0 N 9 nXU (N∈モ浮こ て〇一×山 16 U N

転

0 100 200 300 400 500 温 度(勺C) 第2図 各種試料のヤング率 と温度の関係 われるが,これは添加される特殊元素のいかんに よって介在する炭化物の組成および種類が異なっ てくるので,一様にCの影響を諭ずることはでき ない｡しかし炭素鋼ではC量を多くしてFeaCの 介在量を多くすると室温におけるEが減少するこ とが知られている(8)￣(10)｡これはFe3CのEがα一 Feに比較してやや小さいことによるとされているが(10),そのはか 各種の炭化物が介在する場合にどうなるかについてほ,著者らの知 る範畑では系統的研究がなされていない｡試料No.1∼5の測定結 果および他の研究者によるデータをまとめて炭素鋼の場合のE(室 温)とC量との関係を検討してみると弟3図のようになる｡C量の 低下にともないわずかながらE(室限)の減少が認められるが,さら に高温の飢こついては,著者らの測定では誤差範囲内の差しか認め られないため明白でない｡ 且を比較的広い温度範剛にわたって測定したデータとしてほ, Robert氏(6)らの結果があるので,これを著者らの測定結果と比較 してみると第4図(a)∼(c)のようになる(試料の化学成分を弟4 表に示す)｡Robert民らの測定も本実験の場合と同様杭振動である が(400∼1,000c/s),試料は丸棒である｡著者らの試料と顆似した 成分のものも一部含まれているにもかかわらず(たとえばR-1∼2 とNo.1∼2,R-3とNo.14,R-4とNo.18,R-9とNo.22,R-15とNo.27など),第2表に示した測定誤差では説明できない程度 (N2＼如ヱ7ヨ×山

･よ

2 ▲ワ山-× _{上臥粂井脚} △ _枯川(9) 0 本来故 0 )く ▲ 0.5 1.O C(%) 1.5 第3図 _{炭素鋼(焼鈍材)のヤング率(室温)と} C量との関係

岡 ∧けゼー

鉄

種

…一

の ヤ グ 法｢ 2071 0 2 八uU 6 .4一 ll (小岩モ加さ7〇一×H

/M如朋

B ぴ 123･dT56 RRRR‖n‖ハ ● ○ × ▲ □ △ 400 600 800 温 度ぐC) (N∈モ如ヱて○-×叫 2 0 り∴-2 ー4 × nU 78910121314 RnltR‖几RR〓八 ● O A ▲ × □ l × 垂 5 × 由 i O 200 400 600 800 1,000 温 _度(bc) (∼∈モ加ごて○【×凹 2 0 2 2 156700 ノし }-しー､し 1.しーヽ ● 0 △ × ▲ ▲ XA ●0 ▲X A● 0 200 400 600 さ土工圧(ロC) (a) _{(b) (c)} 第4岡 Robert,Nortcli鮎の _{測定紙果(6)と の 比較} 分 成 学 ヒ イ の 料 試 蓑 4 第 _{(Robert,Nortcliffe(G))} 800 1,000 学 成 分 _(%) (U N ■ 一 l 一一一一一一一一一一一一 【 一一 R R R R R R R R R R R R R R R R R R C ¶.〇.3一4 3 〇.2 3 r.1.2 4 4.2.1.1 4 J J Si 2 3 4 2 〔八U 1 3 ∩八U rhU 6 4

聖0･220･660･480･210･4｡0･490･520･430･70･560･71…0･70･70･791･32川ほ

N一.〇.1.2 沼 乃.2月.3.〇一8.4.〇.〇.O j.7一6.1

ヱ0･｡60･｡7”2･2MO･30･38･68･｡3･｡4･44･｡…4･｡4･35･44･23.9

9 W 5 1 8 2 1 5 3 八U 3 2 5 46 A=仇 に測起値間に食い違いが認められる場合がある｡Robert月三らのデ ータでは析似した成分のたとえばR-1とR-2およびR-8とR-9な どの測定値間にもかなり大きい差が認められ,また弟3図から明ら かなように,著者らの測定値には他の研究者による結果に比較して 問是酌こなるほど大きい差が認められないなどの理由から,おそらく Robert氏らの謝定誤差が著者らの場合より多少大きかったのでほ ないかと推定している｡しかし弟4図を検討してみるときわめて興 味ある知見が得られる｡すなわち弟4図(a)に示したフェライト系 合金の場合Cr量の高いR-5のEが著しく減少していること,また 一般にオーステナイト系合金の場合Eと温度との間に比較的よい直 線関係が認められるにもかかわらず,フェライト系合金では400∼ 60･0℃間のEの減少がかなり大きく,また室温∼400℃の間でもあ まりよい直線関係が認められないことなどである｡弟3表に示した 著者らの測定においてもまったく同様な傾向が認められた｡ただし Mn系オーステナイト鋼では200∼300℃以上でのgの減少が大き く,宅温∼450℃間の両線性が悪いことは舞2図から明らかである｡ さて,鉄鋼の場合試料の熱処理法のいかんによっては内部摩擦 (￠￣1)と温度との関係曲線上にQ￣1の山があらわれく11)(12),いわゆ Mo I Ti 4 爪U 7 7 仇 ∩い Cb l Cb 4 Cu 3.5 Cu 3.5 Co 熱 処 〕塑 N.930⊂C N.860℃ 0.H.990℃,T.750℃ 0.H.990℃,T.750℃ W.Q.620℃ A.C.650℃ A.C.1,050℃ A.C.1,050℃ A.C.1,050℃ A.C.950℃ A.C.1,050℃ A.C.1,050℃ A.C.1,050℃ A.C.1,050℃ 10 昌】×てロ

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No.1

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No.7(NoふNo,11) /LNo･4(No･2此3･No･5) ノNo.9(NoふNo.仙N0.12)

ンニ左孝

(No.1ヨーNo.20) 0 100 200 300 400 500 温 度(Oc) (注)かっこ内の試料番号は同様なQ￣1が測定さ れたものである｡ 第5囲 _{フェライト系合金の内部摩擦測定例} る』凡才効果(13)￣(15)とよばれる現象によってEが小さく測定される場 合が考えられる｡舞5図および葬る図はそれぞれフェライト系合金

2072 _{昭和39年12月} 10 9 8 7 一hV 5 4 昌一×てロ 9 N 叶 ′---/

′-′/

ー､＼J疫二二;:

×/Nし)･22 (No.28)

二ゝ×望雛三二…:(Nし,.25

-No.27) ユ上 0 100 200 300 400 500 温 _度(OC) (注)かっこ内の試料番号は同様な￠￣1が測定さ れたものである｡ 第6図 _{オーステナイト系合金の内部摩擦測定例} およびオーステナイト系合金について測定された0▼1(本実験にお いては,測定に際して試料にかかる最大ひずみが10▼6のオーダな ので工業的意味におけるダンピングキャパシテーとは多少意味が異 なる)の代表的結果を示したものである｡まず第5図について検討 してみると,約100∼150℃にみられる ￠▼1のLl川まSnoek's Peak(18)(14),また約300∼350℃にみられる Q￣1のLUはいわゆる加 工ピーク(12)とよばれるものである｡Snoek's Peakはフェライト格 子中に侵入型に固溶されているC,Nによるもので,加工ピークは CあるいはNと転位との相互作用に′よるものである(16)｡約350℃ 以上におけるQ￣1の増加は一応粒界緩和によるピークのすそに相当 するものとしておく(詳しくほ文献(17)を参照されたい)｡炭素鋼で はC量の少ないNo.1にのみSnoek's Peakが認められたが,No.2 ∼5では測定されなかった｡また測定に用いた炭素鋼は焼鈍材にも かかわらず小さい加工ピークが認められるようである｡おそらくこ れほ熱処三鞄後における試料の切肖り加工中若干のひずみが導入された ことによると思う｡フェライト系低合金鋼にはSnoek's Peakと加 工ピークが認められるものと単に粒界緩和ピークだけが認められる ものとがあった｡フェライト系高合金鋼では単に粒界緩和ピークの みしか測定されなかった｡葬る図のオーステナイト系合金において も約350℃以上におけるQ￣1の増加原田は複雑であるが,一応粒 界緩和ピークのすそに相当するものとしておく｡とくに注目される のはMn系オーステナイト鋼のQ￣1が約350℃以上でかなり急激 に増加することである｡またNi-Cr系オーステナイト鋼には低温で 0-1の大きい試料も認められたが,その原因についてほ本報では詳 細な検討を省略する｡ 策5図および葬る図から明らかなように,測定された￠￣1の山は いずれも小さいので,本実験におけるEの測定精度からみて,Q￣1の

山をとりあげてEの測定値に補正を加える必要ほまったくないが,

このような複雑さをさけるためにはよく焼鈍された材料を用いれば よい｡焼鈍によってSnoek's Peakも加工ピークも除去でき,また 組織を粗大化すれば約350℃以上における粒界緩和ピークもある程 度高温側にずらせ得る場合がある｡純鉄のSnoek'sPeakのように, よく性質がわかっているピークに対してはd〟効果の大きさを計算 で求めることができるが,鉄合金のSnoek's Peakや加工ピークあ るいは粒界緩和ピークなどについては簡単な理論計算では』〃効果 の大きさを求められない｡Eの測定とともにQ￣1の測定が望ましい 理由は』几す効果に対する考慮が必要なためである｡

評

論

第46巻 第12号

4.緒

言

板状試料を用い,横振動の共振周波数の測定から炭素鋼(C約 0.9%以下),低炭素Cr鋼(Cr約13%以下)などのフェライト鋼お よぴNi-Cr系(Cr:15.5∼19.5%,Ni:9∼25%),Mn系(Mn:13 ∼16.5%,Cr約13%)オーステナイト鋼数種について室温∼450℃ 間のヤング率(E)を測定したが,得られたおもな結果を要約すると 次のようになる｡ (1)炭素鋼およびフェライト系低合金鋼(Cr<約2.5%,Mo< 約1%)のEほ皐温で約21×103∼21.6×103kg/mm2の範囲にあ るが,450℃では約18×103∼18.6×103kg/mm2に減少する｡ (2)Cr量の高い(Cr:10∼13%)フェライト系高合金鋼のEは 室温で21.6×10き∼22.4×10akg/mm2の範囲にあり,450℃で18.5 ×103∼19,2×103kg/mm2に減少する｡すなわちCr量の増加によ り明らかにEの増加が認められる｡ (3)他の研究者によるデータも総合して,炭素鋼のE(室温)と C量との関係を検討した｡すなわちCが0から1%に増加するに ともない,室温におけるj引ま21.5×108kg/mm2から20.8×103kg/ mm2に減少する｡ (4)本報で測定したオーステナイト鋼においては,大部分室温 のEが20.2×103∼19.4×108kg/mm2の範囲に測定され,450℃で は約16×103∼17×103kg/mm2に減少する｡ (5)Ni-Cr系,Mn系いずれの場合も本実験に用いた成分範囲 の試料に関する限り郎こ大きい差が認められないが,Mn系オー ステナイト鋼の場合温度の上昇にともなうEの減少傾向がNトCr 系に比較して大きいことが明らかになった｡ (6)Ni-Cr系オーステナイト鋼のgに対するNi量の影響は, Ni量9∼25%の範閃では実験誤差範囲内であることが推定さ れた｡ なおフェライト系合金の飢こ対するCo,NトCr系オーステナイト 鋼の場合のCr,Mn系オーステナイト鋼の場合のMnなどの影響に 関しても若干の知見が得られたが,これらの諸問題については今後 の研究によって十分明らかにしたいと考えている｡ この実験を行なうに当たり,ご懇切なご指導を賜わった日立製作 所R立研究所副所長小野健二博士,主任研究員根本正博士に厚くお 礼申しⅠ二げるとともに,穐々有益なご討論を賜わった日立工場粂野 課長,日立研究所佐々木主任研究員ならびに測定に従事された坂本′ 橋本の両神こもあわせて謝意を表する次第である｡ 1 2 3 4 5 6 7891011121314 5 6 7 1 1 1 参 芳 文 献 本多,松下:T6hoku Sci.Repリ8,89(1919) 松下:ibid.,9,247(1920) 本多,橋本:ibid.,10,75(1921) 本多,m巾:jbid.,15,6(1926) W.K6ster,W.Rauscber:Z.Metallk.,39,11(1948) M.H.RoberしS,J.Nortcliffe:J'1.Iron&SteelInst.,157, 345(1947) F.W.Jones,J.Nortcliffe:ibidリ157,535(1947) 上Fl,粂井:日本金属学会誌17,623(1953) 梅川:ibidリ19,473(1955) F.Laszlo,H.Nolle:Jl.Mech.Phys.Solids,7,193(1959) 青木,関野,藤島:鉄と鋼48,156(1962) W.K6ster:ibid.,50,79(1964)

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