A0変態点近傍で熱処理されたパーライト鋼線を用いた引張コイルばねに見られるばね定数の不安定性

本研究では、様々な温度で熱処理されたパーライト鋼引張コイルばねにおけるばね定数の評価を行った。室温下で準静的に、もしくは昇温下で動的に複数回ばね定数を測定した。その結果，A0変態点以上での熱処理温度とともに、ばね定数の値は徐々に増加した。またA0変態点近傍で熱処理した試料のばね定数は、急激な増加と回復を示すなど、不安定な挙動を見せた。これらの実験結果から、A0変態点における磁性の変化が、パーライト鋼線ばねのばね定数に何らかの影響を与える可能性があることが示唆された。コイルばねのばね定数の増加は、鋼線長手方向に配向したフェライト相(110)すべり面における転位のピン留め幅dの減少から説明されることから、コイリングにより引き伸ばされた転位線が、熱処理により徐々に回復する様子や、A0変態点近傍で、磁壁がゆらぎ、転位線の弱いピン留め点となる様子が推察された。

In this study, we evaluated spring constants of pearlitic steel tension coil springs heat-treated at various temperatures. We measured the spring constants quasi-statically at room temperature or dynamically at elevated temperature multiple times. We found that the spring constant gradually increased with the heat treatment temperature above A0 transformation point. In addition, it exhibited unstable behavior with rapid increases and recovery in the sample heat-treated near the A0 transformation point. These experimental results suggested that the 2nd order magnetic transition at the A0 transformation point may have some effect on the spring constant. These phenomena can be explained by the decrease in the pinning width of dislocations on the ferrite phase (110) slip plane oriented in the longitudinal direction of the steel wire, because of gradual recovery and weak pinning at the domain wall for the dislocations.

Dislocation, Magnetic domain wall, Curie point, Pinning point, Low-temperature annealing