鍛造品の強度を左右する繊維状組織:ファイバーフロー
金属部品を作る際、高温で熱した金属に強い力を加えて形を作る鍛造という方法があります。鍛造を行うと、金属内部の細かい構造が変化し、まるで布の繊維のように一定方向に並びます。この並び方を繊維流線と呼びます。
金属を熱すると、内部の小さな結晶が動きやすくなります。そこにプレス機などで大きな力を加えると、金属は変形し始めます。この時、金属内部の結晶も力の加わる方向に沿って移動し、再配置されます。鍛造工程では、複雑な形状の部品を作るために、金属は様々な方向から力を受けて変形していきます。そのため、金属内部の結晶の並び方も、その都度変化し、最終的には完成品の形状に沿った特有の繊維流線が形成されます。
この繊維流線は、完成した部品の強度に大きく影響します。繊維流線が部品の長手方向に沿って綺麗に整列している場合、部品は引っ張る力に対して非常に強くなります。逆に、繊維流線が乱れたり、断裂していたりする場合は、部品の強度が低下し、破損しやすくなります。
例えば、自動車のエンジン部品や飛行機の翼など、高い強度と信頼性が求められる部品には、鍛造品がよく使われます。鍛造によって適切な繊維流線を形成することで、部品の強度を向上させ、過酷な環境下でも安全に機能するように設計されているのです。適切な繊維流線を持つ鍛造品は、高い強度に加え、粘り強さや耐久性にも優れています。そのため、様々な産業分野で重要な役割を果たしており、私たちの生活を支える多くの製品に使用されています。