加工硬化とは？
かこうこうか
加工硬化とは、金属に塑性変形を加えることで内部の転位密度が増加し、変形抵抗が上昇して硬さや強度が増す現象のことです。
加工硬化（かこうこうか、英語：work hardening / strain hardening）は、金属材料に塑性変形（永続的な形の変化）を与えることで、その後の変形に対する抵抗力が増大する現象です。「ひずみ硬化」とも呼ばれます。
メカニズム：金属の変形は結晶格子の「転位（dislocation）」と呼ばれる格子欠陥の移動によって生じます。塑性変形が進むにつれて転位の密度が増加し、転位同士が互いに絡み合って移動しにくくなります。その結果、さらなる変形に必要な応力（降伏応力）が上昇し、材料が硬く・強くなります。
加工硬化の応用例：
- 冷間加工：冷間圧延・冷間鍛造・引き抜き加工などで強度を向上させる
- ショットピーニング：金属表面に小粒を打ちつけて表面を加工硬化させ、疲労強度を高める
- 金属ワイヤの強化：引き抜き加工で線径を細くしながら高強度化する
加工硬化の問題点と対策：加工硬化が進むと材料が脆くなり、さらに加工を続けると割れが生じることがあります。この場合、焼なまし（アニール）と呼ばれる熱処理を施して転位密度を下げ、再結晶させることで軟化・延性回復が可能です。加工硬化と焼なましを組み合わせた製造プロセスにより、金属材料の特性を目的に応じてコントロールすることができます。
使い方・例文
ステンレス鋼の板金を何度も折り曲げたり引き伸ばしたりすると硬くなって成形しにくくなりますが、これは加工硬化の典型例で、この場合は焼なまし処理を行って軟化させてから加工を続けます。
この用語をシェア
最終更新: