拡散変態、無拡散変態、サブゼロ処理（深冷処理）

質問

機械材料学なんですが、
拡散変態と無拡散変態の違いについて教えてください！！

それと、サブゼロ処理（深冷処理）の目的とか、その方法についても詳しく教えて欲しいです。。

よろしくお願いします。

回答No.1

titanuser · ベストアンサー

変態という現象が分かりますか？
金属材料ではbcc構造やfcc構造などをとりますが、このような構造が変化することを変態といいます。変態する理由としては、温度によって安定な状態が異なるからであり、ギブスの自由エネルギーから知ることができます。

その変態のメカニズムですが、一般に高温からゆっくりと冷却した場合は、拡散変態が起こります。
変態とは上でも述べたように構造が変化するわけですから、原子が拡散することによって変態が起こる拡散変態はイメージしやすいと思います。
それに対して、高温から急冷した場合には無拡散変態を起こします。即ち拡散を伴わずに原子が隣同士くっついたままひずむことによって構造が変化します。

拡散という現象は、原子が（熱）エネルギーを得ることによって起こるため急冷したときは、必要な熱エネルギーが得られず、拡散できません。しかし構造的には変化した方が安定な場合、変態温度からの過冷度を変態の駆動力として無拡散で変態します。また拡散できるためのエネルギーは原子の種類によって異なります（侵入型元素だったり置換型元素だったり母合金と結合力が強かったり）。そのため同じ冷却速度でも合金組成によっては無拡散変態をしたり、しなかったり、一部だけ無拡散変態をしたりします。

サブゼロ処理とは、急冷後の組織全面を、無拡散変態で得られるマルテンサイトにするために行なうもので、材料の均一化、体積変化（膨張）の抑制のために行ないます。