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ISO 10275、ASTM E646に準拠したN-値の計算

硬化指数の決定

ISO 10275に準拠した硬化指数(n値とも呼ばれます)の測定は、板金や帯板などの平らな金属試験片で行います。n値は、引張試験(例:EN 10002-1、ISO 6892、ASTM E8準拠)の生データ(力と伸び)から直接ひずみを測定することで計算できます。

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ISO 10275のn-値の計算

真応力kf = F/Strueでのフローカーブ(図”フローカーブ”)の開始点、ここで、Fは現在の力、Strueは真断面積です。

特に、Strueを決定するには、試験中に試験片の幅と厚さまたは試験片の直径を正確に測定する必要があります。試験中の厚さの連続測定は十分な精度で不可能であるため、体積一定法(式1)(図「体積一定法の基礎」)を用いて真断面積Strueを計算します。ただし、式1は局所的なネッキングの開始時点(RT試験では通常Agまで)までしか使用できないことに注意してください。式2は式1から得られ、真断面積を計算するために使用されます。真応力kfは式3(y軸)に従って計算されます。式4(x軸)の真ひずみφを用いて、フロー曲線(図「フロー曲線」)が得られます。

二重対数座標系におけるフローカーブの傾き(図”フローカーブ(二重対数座標系)”)が、硬化指数(n-値)に対応します。

n-値の評価

評価中、応力値とひずみ値は回帰分析によって真応力kfと真ひずみφ(対数変形とも呼ばれます)に変換され、両対数座標系にプロットされます。最小二乗法に従って、計算された曲線点を通る回帰直線が配置されます。この曲線の傾きがn値を提供します。この曲線が急になるほど、変形時に材料が硬化します。一般に、0.22より大きいn値は、十分なストレッチ成形性を示します。

様々な材料のn-値の例

n-値
深絞り鋼 DC04 ~0.22
IF 鋼 DC06 ~0.24
等方性鋼 H250G1 ~0.19
TRIP 鋼 TRIP700 ~0.25
Dual-phase 鋼 H300X ~0.15
ステンレス鋼 X5CrNi18-10 ~0.37
アルミニウム AlMg5Mn (soft) ~0.32
アルミニウム AlSi1,2Mg0,4 (T4) ~0.36
銅 Cu 0.3 - 0.4
青銅 CuSn 0.3-0.6
真鍮 CuZn37 soft ~0.44

n値測定用伸び計

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