【目次】
◆ 固溶強化:金属の強化方法のその1
金属材料を構造材料として使用する場合、強度や硬さは非常に重要な性質です。強度や硬さは日常的、感覚的になじみのある性質です。
これを正確に表現すると「変形に対する抵抗」と言うことができます。金属材料の変形は主に転位運動によって起こります。
そのため、材料を強くすることは、転位をどのように扱うかです。理論上は転位を完全になくした材料という...
固溶強化 金属材料基礎講座（その11）
【目次】
◆ 固溶強化:金属の強化方法のその1
金属材料を構造材料として使用する場合、強度や硬さは非常に重要な性質です。強度や硬さは日常的、感覚的になじみのある性質です。
これを正確に表現すると「変形に対する抵抗」と言うことができます。金属材料の変形は主に転位運動によって起こります。
そのため、材料を強くすることは、転位をどのように扱うかです。理論上は転位を完全になくした材料というのは高強度になりますが、それは現実的ではないため、ほとんど考慮されません。実際の材料強化は転位の動きを妨げることを目的としています。
そして、転位の動きを妨げる方法がいくつかあります。それは、数種類の材料強化方法を組み合わせて金属材料を強化しています。
1つ目は固溶強化です。
固溶とは材料中に異なる種類の元素を添加することです。そして母材と添加元素が均一に混ざり合って一つの相となっている状態です。原子のサイズはそれぞれ決まっています。
そのため、母材と添加元素の原子サイズが同じになることはありません。
元素を添加して固溶体を作れば必ず結晶構造がひずみます。すなわち、材料は強化されるのです。原子サイズの差が大きいほど結晶構造がひずむため、より大きく強化されます。
固溶体の種類として置換型と侵入型がありますが、侵入型固溶体の方が結晶構造をより大きくひずませるので強化されます。侵入型固溶体は炭素や窒素などの元素が当てはまります。固溶強化の傾向として、強化量は添加元素の量に対しておよそ直線的に増加する傾向があります。
次回に続きます。
続きを読むには・・・
この記事の著者
福﨑 昌宏
福﨑技術士事務所
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
この記事の著者
福﨑 昌宏
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
この連載の他の記事
現在記事
固溶強化 金属材料基礎講座（その11）
「金属・無機材料技術」の他のキーワード解説記事
もっと見る
イオン 金属材料基礎講座（その50）
◆ イオン 多くの金属原子は電子の軌道を考えた場合、最外殻に数個の電子があります（価電子）。 金属原子の価電子の数...
◆ イオン 多くの金属原子は電子の軌道を考えた場合、最外殻に数個の電子があります（価電子）。 金属原子の価電子の数...
EBSD(電子線後方散乱回折法)とは:金属材料基礎講座(その127)
◆ EBSDとは EBSDとはElectron Back-Scatter Diffraction(電子線後方散乱回折法)の略です。S...
◆ EBSDとは EBSDとはElectron Back-Scatter Diffraction(電子線後方散乱回折法)の略です。S...
残留オーステナイトとは？マルテンサイトとの違い、サブセロ処理の効果を解説：金属材料基礎講座（その98）
【目次】 1. 残留オーステナイトとは何か オーステナイト［1］を急冷するとマルテンサイト組織ができますが、Ms点、Mf点は炭素...
【目次】 1. 残留オーステナイトとは何か オーステナイト［1］を急冷するとマルテンサイト組織ができますが、Ms点、Mf点は炭素...
「金属・無機材料技術」の活用事例
もっと見る
金代替めっき接点の開発事例 （コネクター用貴金属めっき）
私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU（エンジンコントロール...
私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU（エンジンコントロール...
ゾルゲル法による反射防止コートの開発と生産
15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...
15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...
