/ /VH /VH /aPM210-1-2-3-4-5-6-7aPM ３. 実験結果および考察 ３.１ 極低温寒剤による浸漬処理と力学的性質の変化 力応力応留残度硬スーカッビ度硬スーカッビ00 00 B70656055509085807570(a)AZ31B(b)AZ91D1031031041051061041051063503002502001501005000.020.040.06液体窒素24h液体窒素0hAZ31BAZ91D104103液体ヘリウム24h0.080.10.12105106− 248 −図６ 極低温寒剤を用いた浸漬処理後の代表的なAZ91Dマグネシウム合金の引張応力－ひずみ曲線 図７ 液体窒素による浸漬処理時間とAZ31BおよびAZ91Dマグネシウム合金の残留応力の変化 ３.２ 残留応力測定結果 図７は，極低温寒剤を用いてAZ31BおよびAZ91Dマグネシウム合金に所定時間の浸漬処理を施した後，ASTME837-99法に準拠して行った穿孔法による残留応力値を示したものである．浸漬処理を施していない受け入れ状態では，両マグネシウム合金の製法が大きく影響した残留応力値を示すと考えられる．そして両合金とも浸漬処理時間が長くなるにつれて，残留応力値はマイナスを示し圧縮残留応力を呈することがわかった．AZ31Bマグネシウム合金では表面の応力が3.1MPa変化し，AZ91Dマグネシウム強引は4.3MPa変化した．表面から深さ1mmまでの圧縮残留応力の存在は，ビッカース硬度の増大につながる．佐藤7)は多種にわたるアルミニウム合金のビッカース硬度と引張強度との相関を詳細に調査し，次の式(5)を提案している． ここでBは引張強度である．この式を応力と硬度の関係式と捉えれば，極低温寒剤浸漬処理の硬度増分が5～12HVであったため，応力は2.0～4.8MPaの変化と考えることができる．一方，図５から圧縮残留応力の変化は3.1～4.3MPaの変化とわかっている．定性的ではあるが，極処理は行っていない．極低温寒剤は液体窒素とし，10.8ks(3h)，86.4ks(24h)，172.8ks(48h)そして259.2ks(72h)それぞれ浸漬処理を行った．また穿孔は縦型フライス盤を使用し，ダイスにセットした両試料に対して呼び径3mmのエンドミルを使用し，回転数1800rpm，送り速度0.025mm/secとし，0.1mmごとに10回の穿孔加工を実施し,最大深さは両試料ともに1mmとした．この深さ1mmに至るまで,穿孔におる加工ひずみをチェックしながら慎重に実験を行った． 図５はAZ31BおよびAZ91Dマグネシウム合金の極低温寒剤を用いた浸漬処理とそれに伴うビッカース硬度の変化を示す．浸漬時間とともに硬度が緩やかに増大していくことが認められた．しかしながら，いずれに実験条件における硬度の増分は5～12HV程度であった．22点の硬度値の標準偏差が3HV程度であったため，t検定による統計的処理の観点からは誤差範囲内の増分という結果となった． 図６は，液体窒素浸漬処理0hと24h，液体ヘリウム浸漬処理24h施したAZ91Dマグネシウム合金の応力ひずみ曲線である．ダイキャスト製法による鋳造欠陥に起因すると考えられる変形挙動が散見されるが，いずれも負荷初期段階から直線的な応力ひずみ応答を示し，降伏現象を呈した後，最大応力値で破断した．負荷初期段階のひずみがる5×10-4から1.0×10-3の範囲のヤング率を求めたところ，すべて39GPaであった．また0.2%耐力0.2は特に極低温寒剤の浸漬時間との相関がなく，すべて135から141MPaの範囲内にあった． 図５ 極低温寒剤（液体窒素と液体ヘリウム）を用いた浸漬処理後のビッカース硬度変化 液体窒素液体ヘリウム浸漬時間/sec液体窒素液体ヘリウム浸漬時間/secひずみ/ －浸漬時間/sec (5) 液体窒素AZ91D40.0HV
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