Characteristics of Steel Plates Rolled with Shear Deformation

結晶粒微細化は,合 金組成の助けによらず,鉄 鋼材料の 高強度化,高 靭性化 を実現で きる有用な手段 である1-4)。 特に,大 ひずみを材料に導入す る技術の提案により,粒 径 1μm以 下の微細粒鋼のサンプル作成が可能 とな り,引 張 特性,シ ャル ピー衝撃特性 を具体的に検討で きるように なった。大ひずみを導入する技術 としては,ECAPや ARB などのようにせん断ひずみを繰 り返 して行 う方法5)や多方 向から同時あるいは非同時に圧縮する方法6)などが提案 さ れている。 さて,鉄 鋼材料のような多結晶金属材料の機械的性質の 向上に関 しては,結 晶粒径と集合組織が重要な役割を果た していることはよく知 られている。一 般に板材の圧延にお いては,平 面ひずみ圧縮変形により形成 される変形集合組 織を持つ7)。しかし,Fig.1に 示 した特殊圧延の一つ であ る異周速圧延を用いると,一 般の圧延の場合 と異なる集合 組織 を持つことが指摘 されている鋤。 これは,異 周速圧 延の場合,上 下の ロールの周速が異なることで,中 立点の 位置が両 ロールで異なり,Fig.1に 模式的に示 したように 厚 さ方向全体にせん断変形が生 じるためであると説明 して いる。ま た,ア ンビル圧縮 を用いた研究において,加 工 オーステナイ トから変態生成 したフェライ ト粒径は,同 じ 相当塑性ひずみのもとで,せ ん断ひずみが付与 された領域 は,せ ん断ひずみのない領域 に比べて微細になることが報 告 されている10,11)。そして,こ れは加工オーステナイ トの 単位体積あた りの粒界表面積比の差によるものだというこ とが指摘 されている。こ のように,同 じ相当塑性ひずみが 導入されたとしても,加 工モー ドの違いによって形成 され る組織が異なる。し たがって,せ ん断付与加工によって組 織制御の自由度が拡がり,新 しい材質制御法の発展が期待 できる。 さて,せ ん断付与加工が可能な圧延 にはFig.1に 示 した 異周速圧延 だけでな く,異 径圧 延(Fig.2)や ペア クロス ロール圧延(Fig.3)が ある(今 後,こ れ らを総称 して" せ ん断付与圧延"と 呼ぶ)。 異周速圧延や異径圧延は,元 々 変形抵抗が高い材料などの難加工材を対象 とし,1パ スあ たりの圧延荷重を軽減する目的で使用されていた12-15)。微 細粒鋼 を世界で初めて熱延ラインで創製 した中山製鋼所の 圧延 ミルには,1パ ス大圧下の際の圧延荷重軽減 を目的と