加工硬化とは何か？金属の強さが増すしくみをやさしく解説
加工硬化とは、金属を曲げたり伸ばしたりして変形させるうちに、その金属がどんどん硬く強くなる現象のことです。たとえば、鉄の棒を何度も曲げると、最初は柔らかいのに、だんだん曲げにくくなってくる経験はありませんか？これが加工硬化です。
金属の中では、原子が規則正しく並んでいますが、変形のときにこの並びがずれたり、障害物（欠陥）が増えたりします。この障害物が増えることで、原子の動きが妨げられ、金属が強くなるのです。つまり、加工硬化は金属の内部構造の変化によって強度が上がる現象なのです。
塑性とは？金属が自由に形を変える能力のこと
一方で塑性は、金属が変形しても元の形に戻らず、新しい形に変わる性質のことを指します。粘土やねんどのように、力を加えると形が変わって、そのまま形が残るイメージです。
塑性があることで、金属は加工しやすくなります。たとえば、車のボディや電化製品の部品は、金属の塑性を利用して打ち抜いたり曲げたりして作られています。つまり塑性は、金属の形を自由に変える能力のことを意味します。
加工硬化と塑性の違いとは？表でわかりやすく比較！
この2つの言葉は金属の性質に関することですが、意味が大きく異なります。以下の表で違いをまとめてみました。
ding="5" cellspacing="0">| 用語 | 意味 | 主な特徴 | 金属への影響 |
|---|
| 加工硬化 | 変形によって金属の内部構造が変わり、硬く強くなる現象 | 変形を繰り返すと強度がアップする
硬くて曲げにくくなる | 強さが増すが、破壊しやすくなることもある |
| 塑性 | 力を加えた時に形が変わり、変形したままの状態になる性質 | 変形を保持できる
加工しやすい | 形を自由に変えられる
丈夫な製品作りに重要 |
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実生活での加工硬化と塑性の役割や注意点
加工硬化のおかげで、金属製品は強くなりますが、硬くなりすぎると割れやすくもなります。だから、金属を加工するときは加工硬化の限界を意識して適切な方法で扱うことが必要です。
また、塑性があれば簡単に形を変えられますが、過度に変形させると金属の内部が傷ついてしまい、強度が落ちることもあります。
加工硬化と塑性を理解することで、金属の性質を上手に使いこなせるようになります。
金属加工の基本としてぜひ覚えておきたい重要な概念です。
ピックアップ解説金属の加工硬化って、単に硬く強くなるだけじゃなくて、内部の原子の動きがどんどん邪魔されているっていう実はすごく繊細な話なんだよね。これが進みすぎると、金属が見た目は頑丈そうでも、パキッと壊れやすくなるんだ。だから、職人さんや技術者は加工硬化のバランスを見極めるのが本当に重要。硬さと柔らかさの絶妙なバランスを探すのって、まるで料理で塩加減を調整するようなものなんだよ。
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