第９章　鋼の塑性加工 

冷間加工：室温での塑性加工 熱間加工：再結晶温度以上での塑性加工 　　　　　　　（炭素鋼の場合、γ域での加工を指す） 

（目的） 冷間加工：　成形、強化 熱間加工：　成形、鍛錬 

フェライト部が変形，セメンタイトは分断

(!t+ d!

t)(A + dA) " !

tA # 0

dA

A! "

d#t

#t

Adl + ldA = 0

!dA

A=dl

l= d"

t

d!t

d"t

= !t

ln!t= "

t+ C

塑性不安定条件　→　くびれ発生

l l + dl

A + dA

!t+ d!

t

F

F

F

F

A

荷重の低下

体積一定

!t

ln(!n+1)"

n= ln(!

n+1) + C

!n= C '

n乗硬化則

n乗硬化則

!t= K"

t

n

d!t

d"t

= nK"t

n#1= n

!t

"t

d!t

d"t

= !tくびれ発生時

n = !t くびれ発生時の真ひずみ=n値

均一変形の構成式

n値は加工硬化の度合いを示す指標になる。

冷間加工度の増加　→　降伏点が高くなる。塑性ひずみが小さくなる。 （理由：転位密度の増加によって転位の移動が困難になる）

高炭素：引張強さ↑，　延性↓

張出し性：　加工硬化係数（n）と関係がある。 

深絞り性： 塑性加工ひずみ比（r）と関係がある。 

r =ln(W

0/W )

ln(T0/T ) at  ! = 0.2

W0：板幅（変形前） W  ：板幅（変形後） T0    : 板厚（変形前） T    ：板厚（変形後） 

σt　 ：真応力 εt  　:真ひずみ K　  : 材料定数 

r値が大きいほど面方向に変形しやすい。 

n値が大きいほど張出し変形しやすい。 

!t= K"

t

n

ストレッチャーストレイン（SSマークともいう） ・・・成形後の表面に現れる縞模様

とくに自動車ボディ成形で問題となる。

降伏点伸びの大きい炭素鋼→　SSマーク顕著 

防止策；1％程度の予ひずみを与える。

ひずみ時効：　 

冷間加工後，室温で長期保持した際に降伏点（のび）が発現する現象　 （炭素，窒素の拡散，転位への固着による）

防止策；C,N量の低減

熱間加工：　加工と同時に回復・再結晶が生じる 　　　　　　　　変形抵抗が小さい 　　　　　　　　オーステナイト領域の温度で行われる

赤熱ぜい性(Red shortness) 

→　高温熱間加工中に割れを生じる現象 １０００℃以上 

・・不純物元素である硫黄（S），Cuが原因 

オーステナイト粒界にFeS共晶相を形成 加工中に融解、Cuのミクロ偏析 

粒界破壊を生じる 

DBTT （延性ー脆性遷移温度）

衝撃値が低下する温度

高炭素鋼ほど高い

青熱ぜい性, 焼もどしぜい性（250℃） （C，Nの転位固着による ひずみ時効現象と対応）

低温ぜい性 （bcc構造に特有）

赤熱ぜい性 （S，Cu,のミクロ偏析による 粒界ぜい性 ）

青熱ぜい性（blue shortness） 

→　温間加工中に割れを生じる現象 

・・ひずみ時効が原因 

炭素（C）,窒素(N)が転位を固着 

低温ぜい性 

→　bcc鉄の本質的なぜい性現象 

不純物元素が多い鋼ほど顕著 へき開破壊を生じる

延性ー脆性遷移温度 (DucEle‐BriHle TransiEon Temperature) DBTT 

例：0.028％C鋼：DBTT　約‐70℃ 

DBTT低いほど，実用上好ましい。 

DBTT 

すべり面の分離 →　へき開破壊

第９章　鋼の塑性加工　（まとめ）

○ 冷間加工と熱間加工 

○ 応力ーひずみ線図 

 各種名称，加工硬化，塑性不安定 

 成形性，n値，r値 

○ 鋼のぜい性 

　　原因と防止策