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鉄鋼材料の強度 ・靭性 を最も効果的に向上 させる手法と して結晶粒微細化がある。近年,結 晶粒微細化を極限 まで 追求することで鉄鋼材料の諸特性 を飛躍的に向上 させ よう とする動 きが活発化 し,超 微細粒鋼に関する研究が国内外 で広 く取 り上げられている1-3)。結晶粒超微細化の試みは すでに1970年 頃米国を中心にあったが4),超 微細化機構や その諸特性については不明な点が多く,ま た工業的規模で の実用化には至っていない。 バルク材料の結晶粒超微細化を考える場合,こ れ を実現 するための具体的手段 として低温大ひずみ加工後あるいは 加工中の変態 ・再結晶が しば しば利用 され る5)。これは, 低温大ひずみ加工により変態や再結晶の駆動力を最大限に 引き出すとともに,新 粒の核生成サイ トを飛躍的に増大 さ せることができるためである6)。一方これまであまり着目 されてこなかったが,低 温大ひずみ加工における大 きな特 徴として加工発熱がある。加工発熱は塑性仕事量に比例す るので,塑 性ひずみが大きいほど,ま た加工時の変形抵抗 が大きいほど大 きくなる。従って低温大ひずみ加工は加工 発熱を顕著にする加工であるともいえる。オーステナイ ト (以下 γ)か らの変態やオーステナイ ト,フ ェライ ト(以 下 α)の 再結晶を利用する場合,加 工発熱は結晶粒微細化 に対 してマイナスに作用す る要因とな り得 る。加工発熱が 大 きいと加工を受けた母相の回復が進行 して変態や再結晶 の駆動力が減少す るうえ,新 粒の粒成長を促進するためで ある。そのため,こ のような結晶粒超微細化プロセスにお いては加工発熱を少 しで も抑制するような工夫がとられて いる7)。 ところが視点をかえて逆変態プロセスを考 えると,大 ひ ずみ加工によりγ粒超微細化に対 して上述の冶金的効果が 得 られるに加え,外 部か らの加熱を必要とす ることなく加 工発熱で(α+セ メンタイ ト)の 母相か らγ相 に効率的に 逆変態 させ ることができる。すなわち逆変態過程において は,従 来結晶粒超微細化に対 してマイナス要因であった大 ひずみ加工に伴 う加工発熱 を逆に効果的に活用することが できる。またγ粒の超微細化 は冷却後の変態組織の超微細 化に直接つながるため,化 学成分等の条件に応 じて種々の 組織を有する超微細粒鋼が得 られる可能性がある。γ粒超 微細化に関しては,従 来から冷間加工したマルテンサイ ト の逆変態 を利用することが知 られてい る。R.L.Miller8), M.Enomotoら9)は 低C-高Niを 用いてこれに冷間加工を施

Spontaneous Reverse Transformation due to Adiabatic Deformation Heating in 0.3%C-9%Ni Steel