合割■■図17活動すべり系の数の比較■４．まとめ１）純鉄単結晶の引張試験を行い，その変形を■■■■で分活動すべり系の数図■■圧延と切削における試験片の結晶方位データ②変形温度とひずみ速度の違い：切削加工では薄い剪断面で瞬間的に塑性変形が起き，その剪断ひずみ速度は𝛾𝛾𝑠𝑠̇=1000~10000s−1に達するこ速度からひずみ速度𝜀𝜀̅𝑟𝑟̇=8.0s−1程度と推定された。切削とが知られている。さらに塑性仕事が剪断面に集中するので，切屑は瞬間的に昇温する。本実験では，サーモグラフィによる測定および解析に基づき約■■■℃まで昇温したと推定された。これに対して，圧延加工ではロール回転加工に比べ■■■■■■程度であり，温度上昇も■■℃程度と考えられる。この様に切削加工と圧延加工でひずみ速度，変形温度とも大きく異なっており，これが変形組織内のサブグレインの分布や結晶内の転位の蓄積量の差の原因となったことが考えられる。③変形様式の違い：切削では剪断変形が生じるのに対し，圧延では平面ひずみ圧縮変形が生じる。そこで結晶塑性理論に基づき，図■■に示す単要素のモデルの剪断変形と平面ひずみ圧縮変形をシミュレートした。構成式には■■■■■の式，加工硬化則には■■■■■■■■■■■■■の式を用い，材料パラメータは単結晶純鉄の引張試験と結晶塑性有限要素法解析との比較より定めた。すべり系は■■■■■■■■■■および■■■ ■■■■■■■の ■系とし，単要素の結晶方位をランダムに■■■■通り選び，逐次，活動すべり系，結晶方位，加工硬化を更新しながら増分計算を行った。図■■に単純剪断と平面ひずみ圧縮における活動すべり系の比較を示す。縦軸は■■■■通りの異なる初期方位の結晶のうち横軸に示すすべり系が活動した結晶の割合を表している。このグラフより明らかに単純剪断変形と平面ひずみ圧縮では活動すべり系の数が異なっている。単純剪断変形では■ のすべり系が活動した初期結晶方位の結晶が■■％ほど存在するのに対し，平面ひずみ圧縮変形では■～■■のすべり系が活動している結晶が大多数を占めている。これは剪断変形では結晶内のすべり系の活動が活発であり，結晶内により多くの転位が蓄積することを示している。このような活発なすべり系の活動が図８のような緻密な変形組織の生成に寄与した可能性が考えられる。単純せん断■■■■■■■平面ひずみ圧縮析した。結晶方位により結晶内の変形様式および転位密度分布が大きく異なることを示した。２）結晶塑性有限要素法により純鉄単結晶試験片の変形をシミュレートし，■■■値が再結晶核の発生位置に関連している可能性を示した。３）多結晶純鉄丸棒板を用いて，切削加工による剪断ひずみを加えた切屑試験片と，強圧下した圧延試験片の変形組織を比較した。切屑試験片では均一で微細なサブグレインが生成したのに対して，圧延試験片では部分的に粗大な結晶粒が残留し不均一な変形組織となった。４）両試験片を焼鈍し再結晶させたところ，切屑試験片の方が予ひずみが小さいにも関わらず，圧延試験片より微細で均一な再結晶粒が生成した。５）切削による剪断ひずみが再結晶粒の微細化に有効な理由として，塑性変形域の違い，ひずみ速度・加工温度の違い，変形様式の違いが考えられる。図■■単要素の結晶塑性解析モデル- 14 -
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