- 締切済み
板材の異方性とは？なぜ発生するのか？
- 板材の異方性とは、板状の材料において、その構造や物性が方向によって異なる現象のことを指します。板材は鋼のような材料でも、その形状によって特性が変化するため、異方性が発生します。
- 異方性は、板材が鋼のような一様な材料ではなく、平面方向や厚み方向によって性質が異なることを意味します。このため、板材を設計や加工する際には、異方性を考慮する必要があります。
- 異方性が発生する理由は、板材の製造過程や冷却方法、結晶粒の方向性などが関係しています。また、板材の形状によっても異方性が生じることがあります。したがって、丸棒鋼と板材では、材料の形状が異なるため、異方性に対する対応も異なることがあります。
- 金属
- 回答数7
- ありがとう数7
- みんなの回答 （7）
- 専門家の回答
みんなの回答
板材の圧延仕上げによるものだと思います。 バネ材薄板等圧延方向と圧延直角方向で違いが見られます。 バネ材にBead加工すると高さが異なります。 又、ＳＫ５薄板等を熱処理すると熱変形が顕著に現れます。 ＳＰＣＣ等々はまず異方性を考えなくて良いです。 もうひとつ、タフピッチ銅の焼きなましをすると変形が異なります。 この３点の事例、全て経験しました。 おかげさんで全て改善することが出来ました。 いろいろ実際に経験してください。 宜しく。
回答者諸氏にお尋ねします 今異方性との言葉が先行しましたが 対語として等方性の文言が有りますがどの様に説明されますか？
お礼
ご回答ありがとうございます。 回答（6）に記述しましたが、等方性とは結晶粒に方向性が無い状態の事を 指すのではないでしょうか？ 色々勉強になります。
冷間圧延で加工硬化が強く出る材料、SUS304 t=0.8 （質別不明）の測定例。 耐力 ０°：300MPa 90°：325MPa 普通に使えばどおってことない違い。しかしばね用ステンレス鋼帯になると要注意。 熱間圧延では無視出来るはず。 棒材の冷間引抜の最たるもの、ピアノ線も大きな異方性があると書いた論文はあるが、実際に測った例は見当たらない。 書き方が不正確。圧延と同方向に引張るほうが強いと解釈してください。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ＞冷間圧延で加工硬化が強く出る材料 ＞熱間圧延では無視出来るはず なるほど、そうすると異方性とは材料の結晶粒が長手方向に伸ばされた事に よって生じる強度（もっと広義で機械的性質）差が生じる現象の事をいうので しょうね。（皆様からのご回答から小生なりに解釈しました）だから冷間 圧延板鋼ではしきりに異方性を話題にしていますが、熱間圧延（加工）では そのような話が出ないのは、熱間加工時に再結晶が起こって加工後冷えた 材料の結晶粒がニュートラルな状態（もしくは限りなく近い状態）になって いるので異方性が生じないという事だと解釈しました。
JISB2220「鋼管製フランジ」に中には、製造方法についても規定されています 熱間鍛造を除きますが「鋼板から、・・・2mm以上除去しなければならない」 つまり、初めから丸棒材料など考慮されていませんし、理由も書かれていません おそらく、そんなことは機械業界では、常識だろうっということを良いたいかも そんな常識ですけど、知らない人は全く知らない。これは常識ではないかもねぇ しかし機械設計者なら、こんなことは常識の範囲内であり知らない方がおかしい ・・・良いたいかも × → ○ 言いたいかもーん
お礼
ご回答ありがとうございます。
簡単なイメージを。 夏の暑い日差しをよけるための「ヨシズ」ご存知ですね。 あれを広げると「板材」丸めると「棒材」 ヨシズを束ねた軸方向はヨシズ本来の強さがありますが、直角方向は束ねた糸の強さになります。 鋼材の「板材」にも「棒材」にも異方性があります。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ＞鋼材の「板材」にも「棒材」にも異方性があります。 なるほど
鋼材はひずみを加えると硬化し、ひずみを与える方向により材料組織や強度に おいて異方性を生じます。板材は圧延にて製作されるので、圧延の方向によっ て上記の性質が異なります。 いかに参考資料を提示しておきます。 http://www.nisshin-steel.co.jp/nisshin-steel/product/catalog/pdf/a02-4.pdf http://www.nachi-fujikoshi.co.jp/tec/pdf/13B3.pdf http://www.yamamura-mfg.co.jp/f-forging.html
お礼
ご回答ありがとうございます。
丸棒は軸として使用される事が多いから、異方性について云々される事が少ない、輪切にして使用の場合も有りますが、、、。 板材は圧延コイル材などからシート材等に切って販売される為に、圧延時の方向とそれの直角方向の性質が異なるのです。 簡単なイメージで言えば、圧延方向は組成が長く引き伸ばされるが、直角方向は潰されて広がるイメージと捕らえると解り易いかな？
お礼
早速のご回答ありがとうございます。 扱う丸棒のサイズはそんなに大きくないので、確かにギアーなどは大きな 丸棒を輪切りにして使用しているかもしれませんね。 ＞簡単なイメージで言えば、圧延方向は組成が長く引き伸ばされるが、直角方向は潰されて広がるイメージと捕らえると解り易いかな？ 非常にイメージし易い説明です。そうすると丸棒でも異方性はあるという事に なるのでしょうか？
お礼
ご回答ありがとうございます。