C0.20.02３．実験結果および考察表１中炭素鋼の化学組成（in mass%，balance Fe）．2.2変形を受けたラスマルテンサイトのマイクロ引張試験大ひずみ受けたラスマルテンサイトの力学特性を評価するために，2層の低炭素鋼（LC）で1層のオーステナイト系ステンレス鋼（SS316L）を挟んだ複層鋼板を用いた．これらの化学組成を表２に示す．これを1373Kで1200s保持後，焼入れを施すことにより完全ラスマルテンサイト組織を得た．機械研磨およびコロイダルシリカペーストによるバフ研磨により表面を鏡面に仕上げ，図１に示す寸法のバルク引張試験片を作製した．引張試験は室温，大気中にてひずみ速度1.0×10-3s-1で行った．試験片平行部の一様に変形を受けた部分を切り出し，機械研磨およびコロイダルシリカペーストを用いたバフ研磨によりラスマルテンサイト層の厚さが約20μmになるように調整した．マイクロ引張試験片の作製方法については中炭素鋼と同様である．試験片作製部位におけるひずみ量については，平行部の断面減少率から真ひずみを計算し，試験片平行部の幅と真ひずみの関係により算出した．図１バルク引張試験片の形状表２複層鋼板の化学組成（in mass%，balance Fe）．3.1中炭素鋼ラスマルテンサイトの単一パケットの組織学的特徴図２に焼入れにより得られた中炭素鋼ラスマルテンサイトの組織形態を示す．それらは一つのパケットの中を同じ倍率にて観察されている．33Cではコントラストの明暗によって一方向に伸びたブロックの形状が識別できるが，炭素量の増加に伴う組織の微細化により，炭素量が高い鋼においてはブロックの形状はあまり識別できない．本研究で対象とする中炭素鋼ラスマルテンサイトの組織形態はこれまでに報告された先行研究と一致しており，これらを用いて力学特性を系統的に調査することができる．4cおよび4d）と一致しており，晶へき面に平行なすべり（晶へき面内すべり）が活動したと考えられる．一方，33C-B試験片については，ひずみが約3.8%時点で試験片表面において引張方向に対してほぼ垂直なすべりトレースが観察された（Fig. 5b）．このトレースは最大のシュミット前述のように，ラスマルテンサイトの階層的な組織構造は特定の結晶方位関係により形成される．一つのパケットの中には同じ晶へき面をもつ三つのブロックが形成されるため，三つのブロックにおいて重なる(110)極点を晶へき面の法線方向と同定した．晶壁面同定については文献6)に詳細に記載されている．図２焼入れ後に3%ナイタールで腐食した中炭素鋼ラスマルテンサイト組織:(a)33C，(b)43C，(c)55C3.2中炭素鋼ラスマルテンサイトの単一パケット構造体におけるマイクロ引張挙動図３にマイクロ引張試験により得られた中炭素鋼ラスマルテンサイトの単一パケットにおける公称応力–公称ひずみ曲線を示す．炭素量の増加に伴い単一パケット構造体の強度レベルは増加した．特に，荷重軸に対する晶へき面方位に注目すると，いずれの鋼においても荷重軸に対して晶へき面方位が45°のA試験片は平行のB試験片よりも高い加工硬化と破断伸びを示した．図４および図５に代表的な例として引張試験中のその場観察により得られた33C-Aと33C-B試験片における降伏挙動の光学顕微鏡像および初期の結晶方位を示す．(110)と(111)極点図におい破線と▲の記号は{11�0}〈111〉および{112�}〈111〉すべり系このトレースは(11�0)晶へき面の引張方向との角度（Figs. て赤色の実線は晶へき面のトレースを示しており，黒色のの中で最大のシュミット因子をもつすべり系におけるすべり面のトレースとすべり方向をそれぞれ示している．33-A試験片については，ひずみが約1.9%の時点で引張方向との角度が約45°のすべりトレースが出現した（Fig. 4b）．因子をもつ{112�}〈111〉のすべり系（Figs. 5cおよび5d）と一致していることから，33C-B試験片ではブロック境界を横断するすべり（晶へき面外すべり）が活動したと考えられる．晶へき面内すべり系が活動した33C-A試験片の0.2%耐力として定義した降伏応力は1323 MPaとなり，晶へき面外すべり系が活動した33C-B試験片の1847 MPaよりも低い値を示した．活動すべり系のシュミット因子は33C-A試験片が0.492，33C-B試験片が0.490となり，降伏時の分解せん断応力を計算すると，晶へき面内すべり系で651MPaとなり，晶へき面外すべり系の905MPaより低い値Si0.33<0.0133C0.43<0.0143C0.550.0155CSi0.250.63LCSS316LMnCPS<0.010.001<0.010.0010.02<0.003Mn0.250.84Ni1412.09Cr-17.760.00070.00050.0005Mo-2.12− 396 −
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