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March 01, 2006

金属のおはなし

kinzokunoohanashi
 【今週の一冊】
 ●『金属のおはなし』
  
  著:大澤 直(日本規格協会)
   2006.01 / ¥1,470

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 ◆ 燃える一言 ◆

『金属には、対応次第によって千変万化する魔性の力が
 
             潜んでいるかのようにさえ思えてなりません。』

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 日々、鉄や銅と格闘して、切った貼ったを繰り返している やまさん にとっ
 て、金属は魅力半分、小憎らしさ半分で、まさに「魔性の力」に振り回され
 ています。
 
 (なんであの材料はうまく溶接できんのやろ・・ブツブツ・・)
 
 しかし、どんなに文句を言っても、鉄は5,000年、金に至っては6,000年も人
 類と共にあった「腐れ縁」ですから、仲良く付き合うために、彼らの素顔を、
 本書で覗いてみたいと思います。
 
 
 彼らは実に個性豊かで、同じ金属や合金であっても、生い立ち、つまり加工
 や熱処理などの履歴によって、性質が大きく異なります。
 
 一見しただけでは分かりませんが、これらの性質や特徴は、「金属組織」に
 よって支配されています。
 
 多くの結晶粒の集合状態、粒内の格子欠陥の状態、成分原子の配置状態が、
 その金属の性質を変化させるのです。
 
 たとえば、引張強さや硬さ、クリープ強さ、電気伝導度などは金属組織によ
 って影響を受けます。
 
 ところが、融点や密度、ヤング率などは「組織鈍感」な性質で、ほとんど変
 化しないのですから、やはり一面だけで判断しては、本性を見損なってしま
 うのです。
 
 
 顔付きを大きく変化させる金属の代表は、やはり「鉄」でしょう。
 
 炭素鋼が焼入れによって大きく変化することは有名ですが、純鉄も温度変化
 で「同素変態」を起こします。
 
 -273~910℃は体心立方格子の「α鉄」、910~1400℃は面心立方格子の「γ
 鉄」、1400℃~融点までの「δ鉄」と、その姿、性質を変化させます。
 
 ・・あれ?「β鉄」は?
 
 実は、昔は770~910℃を「β鉄」と呼んでいたのですが、770℃は強磁性から
 常磁性に変化する「磁気変態点」で、結晶構造の変化を伴わないので、β鉄
 は「幻の鉄」となったのです。
 
 
 合金となれば、さらに変化の幅は広がります。
 
 お寺の鐘と、チャペルのベルは、共に銅とすずの合金である「青銅」ですが、
 “ゴォ~ン”と“カランカラ~ン”と、全く音色が異なります。
 
 もちろん、形や大きさなどの違いもありますが、最も影響するのが合金組成
 です。
 
 すずが15%以下の青銅はα相の単一相で、粘い性質であるのに対し、すず15
 ~30%では(α+ε)相の硬くてもろい性質になります。
 
 これらの青銅を叩くと、粘いα相は鈍い音、硬い(α+ε)相は甲高い音を
 出します。
 
 東洋の梵鐘はすずが約8~12%のα相が多く用いられ、西洋のベルには約20
 %の(α+ε)相の青銅が多く用いられていることが、あの趣の違いの源な
 のです。
 
 
 金属学の教科書では、理解しにくかった「相律」や「状態図」も、読みやす
 く丁寧な説明で、分かりやすくまとまっていますので、「金属」との付き合
 い方の指南書として、お勧めです。
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 ◇ カンドコロ! ◇
 
 高強度なアルミ合金、ジュラルミンの発明者、ドイツのウィルム。
 
 彼はアルミニウム合金も、鋼と同じく焼入れによって硬さが増すのではない
 かと考え、高温から急冷して硬さを調べた。
 
 結果は予想に反して、まったく硬くならず、むしろ柔らかくさえなった。
 
 やはり、非鉄金属材料は焼きが入らないものと、いったんあきらめかけた。
 
 
 しかし念のため、日を置いて再び硬さを測定したところ、硬度計の故障かと
 疑うほど、著しく硬さが増していることを発見した。
 
 これが、焼入れ直後には硬くならず、時間の経過と共に硬くなる現象、すな
 わち「時効硬化現象」の発見だった。
 
 1度であきらめず、再度計測を試みた執念の研究者魂が、大発見を導いたの
 だ。
 
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 ◆ 熱い行動 ◆
 金属を知るには、「氏」も「育ち」も重要。
 「金属組織」は彼らの「履歴書」だ。
 
 所望の性質を得るために、材料の源流と加工プロセスを全て把握せよ。
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 ◆ 燃えるゲージ ◆ | 炎 | 炎 |   | (炎3つが満点)
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 1 金属の科学
  (金属とは やさしい金属学)
 2 金属の材料
  (鉄鋼 銅および銅合金 アルミニウムおよびアルミニウム合金
   貴金属 低融点合金)
 3 金属の加工技術
  (鋳造技術 展伸加工技術 接合技術 めっき技術)
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 ◆ 関連ページ ◆
 ・著者 大澤 直
 ・出版社 日本規格協会
 ・アマゾン 『金属のおはなし』

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Comments

どうも、み~すけです。
中小企業支援がらみで調査をやっておりまして、とても参考になりました。
ありがとうございました。
TBさせていただいたので、遊びにいらしてくださいませ。

Posted by: み~すけ | March 26, 2006 at 09:14 AM

新日鉄の人材も最近は低下したのかな?君津の技術士(金属)のスサノオの解釈めちゃへんだった。鉄鋼の工学的な話はよかっただけに蛇足のコラムの幻滅感は隠せない。

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