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材料(H21materialpdf05MB)-长崎大学
表題
平成21年度教員免許更新講習
「技術 いろいろな、ものづくり」
(材料技術領域)
2009.6.20 10:30〜11:50
長崎県立大村工業高等学校
担当
古谷吉男
(長崎大学教育学部)
金属とは
金属結合により金属原子(イオン)が凝集し
た物質
金属結合における凝集力は金属イオン(正)とそれら
を包む自由電子雲(負)間の相互作用力(引力)。
) ン オ イ ( 子 原 属 金
金属結晶
金属イオンが空間的に規則正しく集合した固体 (b)結晶体 雲 子 電 由 自
多結晶体 多くの結晶粒からなる固体
単結晶体 単一の結晶粒からなる固体
金属の主要な結晶構造 (単位格子、単位胞)
(a)非結晶体(アモルファス)
図1 金属原子(イオン)の凝集状態
体心立方格子 面心立方格子 最密六方格子
(bcc) (fcc) (hcp)
金属の結晶格子欠陥
結晶格子欠陥の種類 孔 空 子 原 子 原 型 入 侵
点状欠陥 原子空孔 侵入型原子 置換型原子 など
(フレンケル型、ショットキー型)
線状欠陥 転位(dislocation ディスロケーション) 子 原 型 入 侵 子 原 型 換 置
刃状転位 らせん転位 混合転位
面状欠陥 積層不整 表面 粒界 析出物界面 など
結晶の変形
弾性変形 原子間距離の変化による変形 (応力作用中)
(a)点状欠陥
位 転 状 刃
塑性変形(永久変形)
すべりによる変形
原子の集団的剪断すべり移動による変形
転位の運動が関与
号 記 示 表 の 位 転
双晶による変形
相変態による変形 (b)線状欠陥(刃状転位)
結晶構造転移による変形 図2 結晶格子欠陥のモデル例
金属の強化機構
金属を強化するにはその塑性変形抵抗能を高めれば良い。
通常、金属材料中には 105〜7 2
本/cm 程度の転位が存在し、その数は加工や
熱処理により増減する。最も一般的な変形は転位の運動によるすべり変形
である。そこで、固体内に転位が運動し難い条件を与え強化を図る。
固溶による強化(固溶硬化)
固溶元素による格子のひずみ 転位の固着
加工による強化(加工硬化)
導入欠陥 増
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