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。
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板材の異方性について
丸棒鋼は扱った事があるのですが、板材については全く知見を持ち合わせて いないのでお尋ねします。 板材の場合は「異方性」というのを考慮しないといけないようですが、 そもそも板材の場合はなぜ「異方性」なるものが発生するのでしゅうか？ 同じ鋼で丸にするか板にするかの違いだけと思っておりました。 丸棒では異方性なるものは聞いた事もないし考慮した事もないです。 お詳しい方いましたら教えて下さい。
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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？
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