塑性変形後の弾性率

質問

【疑問点】
金属を塑性変形させた後の弾性率は、変形前に対して変化はないのでしょうか。
転位等の格子欠陥と関連付けた理解をしたいです。

【背景】
教科書レベルだと、『降伏点を超えて塑性変形をさせて除荷するとひずみが入る』程度の説明しかなく、変形後にはどのような挙動をするのかの記載がなく、また、除荷中は降伏前の弾性率と同じ傾きで下がっている図になっていますが、本当でしょうか。変化があるのではと思ってしまいます。

回答No.1

h191224

鉄鋼材やアルミニウム合金材に関する限り、私の経験上、変化はないと言えます。

私は昔、引張圧縮の疲労試験をした後、試験片が余ったら、変位制御で応力－歪線図のヒステリシスカーブを描かせて遊んだものでした。
その結果、除荷時には、ものの見事に、弾性域の直線に平行な直線を描くことに感心していたものです。

もちろん、弾性係数は、真応力対真歪で定義されるものですから、その補正は必要です。

上記とは別に、転位があっても、それが少数であれば、弾性域の挙動には影響があるとは思えません。
要するに、理論上は、歪が極端に大きくない限りは、除荷した時の直線の傾きは、最初の弾性域の傾きに等しいということになります。

銅材などは、引張試験を行っても最初から応力－歪線図が曲線になってしまうケースが多いのですが、そんな時の弾性係数は、理論上の性質を利用して、除荷したときの直線から求めます。

もし、上記の説明で納得がいかないのであれば、ご自分で引張試験を行って負荷→除荷→負荷・・・を繰り返し、確認をする必要があります。

お礼

h191224さん
ご回答ありがとうございました。
実際に引っ張り試験を行ったことがないため実感が湧かず、経験のある方からしたら当たり前の事だったかもしれませんね。

あと、確かに変形が小さく転位密度が少ない場合には、弾性挙動に変化がないのもイメージが湧きました。

ありがとうございました。