入学希望の方へ

研究内容紹介

第4話 鉄

鉄の組織

[図(a)]純鉄の組織 [図(b)]純鉄に炭素を0.8%加えたときの組織
[図(c)](b)を850℃の高温に加熱し、その後すぐ冷却したときの組織 [図(d)]炭素を3%程度含む鋳鉄の組織

 高校生のみなさんは、”鉄”や”鋼”と聞いて,新しさを感じないかもしれません。それは、身の回りの生活に、鉄や鋼があまりにも多く使われているためではないでしょうか。鉄や鋼は、針金,包丁,スプーン・フォーク、ジュースの缶、自転車、バス(自動車)、バイク、電車等の身の回りから、長大橋やタンカーのような大型構造物に至るまで,広く使用されています。このように、鉄や鋼は、現代の社会基盤を支える社会基盤材料と言えます。 このような幅広い利用を可能にするのは、成分を変えたり、熱処理と呼ばれる加熱・冷却操作を工夫したりすることで,組織(材料の”顔”のようなもの)や機械的性質(硬さや引っ張ったときの強さなど。材料の”性格”と言えますね)が大きく変わるからです。例えば、上に(a)~(d)の4つの写真があります。

(a)は、炭素をほとんど含まない、純鉄の組織です。内部が黒い線でいくつも仕切られていることがわかります。この黒い線が「結晶粒界(または粒界)」と呼ばれるもので、それによって仕切られた領域が鉄の「結晶粒」です。「結晶粒」や「粒界」は、マテリアル工学における”基本単位”と言ってもいいものです。この純鉄に炭素を質量百分率で0.8%加えると、(b)のように、茶色い模様で覆われてしまいます。ほんの少し炭素を加えただけなのですが、全く違う”顔”を見せます。次に、(b)を850℃という高温に加熱して真っ赤にし、その後素早く水に入れました(”刀鍛冶”の場面を思い浮かべてみてください)。それが(c)になります。 細かい針状のもので満たされ、また異なった様子を示します。(d)は,みなさんも聞いたことがあると思いますが、”鋳鉄”と呼ばれるものです。炭素を質量百分率で3%程度含んでいます。また雰囲気が異なります。このように、鉄鋼材料は成分や熱処理などを変えることでいろいろな”素顔”を私たちに見せてくれます。

CONTENTS MENU

  • 学科長挨拶
  • アドミッションポリシー
  • 受験生向け学科紹介
  • 受験情報
  • 奨学金情報
  • 大学院紹介・院試情報
  • 大学生活
  • 卒業後の進路
  • キャンパスマップ
  • 在校生の声

入学希望の方トップへ

PAGETOP