金属材料的塑性加工方法以及塑性加工装置

摘要

本发明涉及含有奥氏体的钢材的塑性加工方法，该方法是：确定使上述钢材塑性变形时的预测断裂部位，对上述预测断裂部位的应变比βx进行解析，当将相对于上述应变比βx的加工诱导相变延展性极大温度以单位为℃设定为Tβx、将比上述Tβx更低温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβx、将比上述Tβx更高温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβx、将上述预测断裂部位的局部温度以单位为℃设定为Tlocal时，以使该局部温度Tlocal满足下述式1的方式进行加热，并且使上述加热后的上述钢材塑性变形。Tβx-2×σLβx≤Tlocal≤Tβx+1.25×σHβx(式1)。

权利要求

1.一种塑性加工方法，其特征在于，其是含有奥氏体的钢材的塑性加工方法，其包括下述工序：物性解析工序，在该工序中，当将依赖于应变比β而变化的所述钢材的加工诱导相变延展性极大温度以单位为℃设定为Tβ、将比所述Tβ更低温度一侧的依赖于所述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβ、将比所述Tβ更高温度一侧的依赖于所述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβ时，对每个所述应变比β测定所述Tβ、所述σLβ和所述σHβ；

变形方式解析工序，在该工序中，确定使所述钢材塑性变形时的预测断裂部位，当将所述预测断裂部位的应变比设定为βx时，对所述应变比βx进行解析，并且从所述应变比β之中选择所述应变比βx；

加热工序，在该工序中，当将相对于所述应变比βx的加工诱导相变延展性极大温度以单位为℃设定为Tβx、将比所述Tβx更低温度一侧的依赖于所述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβx、将比所述Tβx更高温度一侧的依赖于所述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβx、将所述预测断裂部位的局部温度以单位为℃设定为Tlocal时，分别从所述Tβ之中选择所述Tβx、从所述σLβ之中选择所述σLβx、从所述σHβ之中选择所述σHβx，并且以使所述局部温度Tlocal为下述式1所示的第一温度范围内的方式进行加热；以及加工工序，在该工序中，使所述加热工序后的所述钢材塑性变形，

Tβx-2×σLβx≤Tlocal≤Tβx+1.25×σHβx   (式1)。

2.根据权利要求1所述的塑性加工方法，其特征在于，当将在所述加工工序中的塑性变形中变化的所述局部温度Tlocal的温度偏移以单位为℃设定为ΔTlocal时，在所述变形方式解析工序中进一步对所述温度偏移ΔTlocal进行解析；

在所述加热工序中，以使所述局部温度Tlocal为下述式2所示的第二温度范围内的方式进行加热，Tβx-ΔTlocal-2×σLβx≤Tlocal≤Tβx-ΔTlocal+1.25×σHβx   (式2)。

3.根据权利要求1所述的塑性加工方法，其特征在于，在所述加热工序中，以使所述局部温度Tlocal为所述第一温度范围内的方式，对所述钢材、模具或者所述钢材的周围空间中的至少一种进行加热。

4.根据权利要求1所述的塑性加工方法，其特征在于，在所述加热工序中，以使所述局部温度Tlocal为所述第一温度范围内的方式，对热介质进行加热；

在所述加工工序中，通过所述热介质的压力，使所述钢材塑性变形。

5.根据权利要求2所述的塑性加工方法，其特征在于，在所述变形方式解析工序中，使用塑性加工模拟对所述预测断裂部位、所述应变比βx和所述温度偏移ΔTlocal进行解析。

6.一种塑性加工装置，其特征在于，其是进行权利要求1所述的塑性加工方法的塑性加工装置，其具备：收容部，其收容所述钢材和模具；

主体框，其安装所述模具；

加热部，其具有对所述钢材进行加热的配置在所述塑性加工装置的外部的加热炉或者对所述钢材的周围空间内的气氛进行加热的与所述主体框相对地安装的加热器中的至少一种；以及加工部，其通过所述模具使被所述加热部加热了的所述钢材塑性变形。

7.根据权利要求6所述的塑性加工装置，其特征在于，所述加热部进一步具备对所述模具进行加热的加热器。

8.根据权利要求6或7所述的塑性加工装置，其特征在于，所述加热部能够对所述钢材、所述模具或者所述周围空间中的至少一种进行冷却。

9.根据权利要求6或7所述的塑性加工装置，其特征在于，其进一步具备隔热构件，所述隔热构件以覆盖所述收容部的方式配置。

10.根据权利要求6或7所述的塑性加工装置，其特征在于，其进一步具备测温部，所述测温部对所述钢材、所述模具和所述收容部内的空间的温度进行测量。

11.一种塑性加工装置，其特征在于，其是进行权利要求4所述的塑性加工方法的塑性加工装置，其具备：收容部，其收容所述钢材和模具；

热介质导入部，其向所述模具内导入所述热介质；

加热部，其对所述钢材、所述模具、所述钢材的周围空间或者所述热介质中的至少一种进行加热；以及加工部，其通过所述热介质的压力使被所述加热部加热了的所述钢材塑性变形。

12.根据权利要求11所述的塑性加工装置，其特征在于，其进一步具备隔热构件，所述隔热构件以覆盖所述收容部的方式配置。

13.根据权利要求11所述的塑性加工装置，其特征在于，其进一步具备测温部，所述测温部对所述钢材、所述模具、所述收容部内的空间和所述热介质的温度进行测量。

说明书

金属材料的塑性加工方法以及塑性加工装置

技术领域

[0001] 本发明涉及能够在抑制缩颈和断裂的发生的同时形成含有奥氏体的钢材的塑性加工方法以及塑性加工装置。

背景技术

[0002] 迄今为止，提出了各种能够使得钢材的成型性提高的塑性加工方法。例如，在专利文献1所述的塑性加工方法中，首先，在钢材的压制成型之前，通过加热炉等将钢材预先加热到750℃～1000℃左右的形成奥氏体单相区域的Ac3点以上。将该奥氏体单相的状态的钢材压制成型，利用从钢材向模具的热传导对钢材进行骤冷并淬火，由此制造高强度且尺寸
精度良好的压制成型品。

[0003] 另外，在专利文献2所述的塑性加工方法中，对于含有奥氏体的钢材，在加热模具的模头的同时一边冷却模具的冲头一边进行拉深成型。由此，能够使得成型后形成凸缘部
的钢材的一部分通过与模头之间的热传导而被加热，从而使得其变形阻力降低，并且使得
钢材的除此以外的部位通过与冲头之间的热传导而被冷却，从而使其变形阻力增大来进行
拉深成型。因此，能够在防止褶皱和断裂的发生的同时进行拉深成型。

[0004] 此外，在专利文献3所述的塑性加工方法中，对于作为钢材的待加工材料的金属组织，将作为母相的贝氏体铁素体和/或粒状贝氏体铁素体以占面积率计控制在70％以上，将作为第2组织的残余奥氏体以占面积率计控制在5％～30％，并且将上述残余奥氏体中的C
浓度控制在1.0质量％以上。由此，在室温下为7％的上述钢材的总拉伸率在250℃下变为
20％，在此温度下的成型性提高。

[0005] 通过上述这些现有技术，确实一定程度上使得含有奥氏体的钢材的成型性得到了提高。但是，现在随着部件形状复杂化、薄壁化，要求进一步提高成型性。

[0006] 现有技术文献

[0007] 专利文献

[0008] 专利文献1：日本特开2005-177805号公报

[0009] 专利文献2：日本特开2007-111765号公报

[0010] 专利文献3：日本特开2004-190050号公报

发明内容

[0011] 发明所要解决的问题

[0012] 本发明是鉴于上述问题而被提出的，因此其目的在于，提供使用含有奥氏体的钢材作为待加工材料、能够在抑制缩颈和断裂的发生的同时使得成型性提高的塑性加工方法
以及塑性加工装置。

[0013] 用于解决问题的手段

[0014] 本发明的主旨如下所述。

[0015] (1)本发明的一个方案为含有奥氏体的钢材的塑性加工方法，其包括下述工序：物性解析工序，在该工序中，当将依赖于应变比β而变化的上述钢材的加工诱导相变延展性极大温度以单位为℃设定为Tβ、将比上述Tβ更低温度一侧的依赖于上述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβ、将比上述Tβ更高温度一侧的依赖于上述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβ时，对每个上述应变比β测定上述Tβ、上述σLβ和上述σHβ；变形方式解析工序，在该工序中，确定使上述钢材塑性变形时的预测断裂部位，当将上述预测断裂部位的应变比设定为βx时，对上述应变比βx进行解析，并且从上述应变比β之中选择上述应变比βx；加热工序，在该工序中，当将相对于上述应变比βx的加工诱导相变延展性极大温度以单位为℃设定为Tβx、将比上述Tβx更低温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβx、将比上述Tβx更高温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβx、将上述预测断裂部位的局部温度以单位为℃设定为Tlocal时，分别从上述Tβ之中选择上述Tβx、从上述σLβ之中选择上述σLβx、从上述σHβ之中选择上述σHβx，并且以使上述局部温度Tlocal为下述式1所示的第一温度范围内的方式进行加热；以及加工工序，在该工序中，使上述加热工序后的上述钢材塑性变形。

[0016] Tβx-2×σLβx≤Tlocal≤Tβx+1.25×σHβx    (式1)

[0017] (2)根据上述(1)所述的塑性加工方法，也可以是：当将在上述加工工序中的塑性变形中变化的上述局部温度Tlocal的温度偏移以单位为℃设定为ΔTlocal时，在上述变形方式解析工序中进一步对上述温度偏移ΔTlocal进行解析；在上述加热工序中，以使上述局部温度Tlocal为下述式2所示的第二温度范围内的方式进行加热。

[0018] Tβx-ΔTlocal-2×σLβx≤Tlocal≤Tβx-ΔTlocal+1.25×σHβx    (式2)

[0019] (3)根据上述(1)或(2)所述的塑性加工方法，也可以是：在上述加热工序中，以使上述局部温度Tlocal为上述温度范围内的方式，对上述钢材、模具或者上述钢材的周围空间中的至少一种进行加热。

[0020] (4)根据上述(1)或(2)所述的塑性加工方法，也可以是：在上述加热工序中，以使上述局部温度Tlocal为上述温度范围内的方式，对热介质进行加热；在上述加工工序中，通过上述热介质的压力，使上述钢材塑性变形。

[0021] (5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的塑性加工方法，也可以是：在上述变形方式解析工序中，使用塑性加工模拟对上述预测断裂部位、上述应变比βx和上述温度偏移Δ
Tlocal进行解析。

[0022] (6)进行上述(1)～(3)或(5)中任一项所述的塑性加工方法的塑性加工装置，其具备：收容部，其收容上述钢材和模具；加热部，其对上述钢材、上述模具或者上述钢材的周围空间中的至少一种进行加热；以及加工部，其通过上述模具使被上述加热部加热了的上述
钢材塑性变形。

[0023] (7)根据上述(6)所述的塑性加工装置，其可以进一步具备隔热构件，上述隔热构件以覆盖上述收容部的方式配置。

[0024] (8)根据上述(6)或(7)所述的塑性加工装置，其可以进一步具备测温部，上述测温部对上述钢材、上述模具和上述收容部内的空间的温度进行测量。

[0025] (9)进行上述(1)、(2)、(4)或(5)中任一项所述的塑性加工方法的塑性加工装置，其具备：收容部，其收容上述钢材和模具；热介质导入部，其向上述模具内导入上述热介质；
加热部，其对上述钢材、上述模具、上述钢材的周围空间或者上述热介质中的至少一种进行加热；以及加工部，其通过上述热介质的压力使被上述加热部加热了的上述钢材塑性变形。

[0026] (10)根据上述(9)所述的塑性加工装置，其可以进一步具备隔热构件，上述隔热构件以覆盖上述收容部的方式配置。

[0027] (11)根据上述(9)或(10)所述的塑性加工装置，其可以进一步具备测温部，上述测温部对上述钢材、上述模具、上述收容部内的空间和上述热介质的温度进行测量。

[0028] 发明效果

[0029] 根据本发明的上述方案，在使含有奥氏体的钢材塑性变形时，由于是以包含与该钢材的预测断裂部位的应变比对应的加工诱导相变延展性极大温度的温度范围进行塑性
加工，因此能够最大限度地利用在该钢材中表现出的相变诱导塑性现象。其结果是，能够提供在抑制缩颈和断裂的发生的同时使得成型性提高的塑性加工方法和塑性加工装置。

附图说明

[0030] 图1是对相变诱导塑性现象进行说明的示意图。

[0031] 图2是对单轴拉伸、平面应变拉伸以及等双轴拉伸进行说明的示意图。

[0032] 图3是表示低碳钢的各应变比β时的临界等效应变的温度依赖性的图。

[0033] 图4是表示图3中的β＝0时的临界等效应变温度依赖性的正态分布近似曲线的图。

[0034] 图5是表示本发明的一个实施方式的塑性加工装置的概略构成的局部剖开的正视图。

[0035] 图6是表示本发明的另一个实施方式的塑性加工装置的概略构成的局部剖开的正视图。

[0036] 图7是对方筒拉深成型加工进行说明的示意图。

具体实施方式

[0037] 对于本发明的实施方式的塑性加工方法以及塑性加工装置，进行详细说明。其中，本发明并不仅限于以下的实施方式的构成，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。

[0038] 首先，对本发明的一个实施方式的塑性加工方法进行说明。在本实施方式的塑性加工方法中，使用含有奥氏体的钢材作为待加工材料，并且最大限度地利用在该钢材中表
现的相变诱导塑性现象。

[0039] 这里，对于相变诱导塑性现象(Transformation Induced Plasticity：TRIP现象)进行说明。图1是对TRIP现象进行说明的示意图。如图1所示，当使含有奥氏体的钢材(TRIP钢)例如拉伸变形时，某种程度的变形之后，会产生缩颈。若产生缩颈，则作用于该缩颈部的应力变高，该应力使得残余奥氏体转变为马氏体，发生加工诱导相变(图1中示为A)。马氏体与其他的微观组织相比为高强度，因此缩颈部通过加工诱导相变而比其他部位更加强化，
从而缩颈部不会继续变形。其结果是，变成以缩颈部附近的强度较低的部位继续变形。这
样，基于加工诱导相变反复产生缩颈和抑制变形的现象被称为相变诱导塑性现象(TRIP现
象)。由此，材料内均匀地进行变形，从而可以得到优异的延展性。

[0040] 但是，上述的TRIP现象存在温度依赖性。由该TRIP现象(加工诱导相变)所导致的延展性提高仅在特定的温度范围内表现出来。另外，通过TRIP现象(加工诱导相变)使得延
展性最为提高的温度(以后称为加工诱导相变延展性极大温度)依赖于该TRIP钢的化学组
成以及金属组织。此外，本发明的发明者们进行了深入研究，结果发现该加工诱导相变延展性极大温度受塑性变形时的应变比β(塑性变形方式)的影响，而该值也具有变化的应变比β依赖性(塑性变形方式依赖性)。

[0041] 这里，当将双轴应力状态下的双轴方向的应变分别设定为最大主应变ε1和最小主应变ε2时，应变比β以β＝ε2÷ε1来表示。其中，ε1≥ε2。特别是，β＝-0.5的状态被称为单轴拉伸状态，β＝0的状态被称为平面应变拉伸状态，并且β＝1.0的状态被称为等双轴拉伸状态。
图2是表示对单轴拉伸、平面应变拉伸以及等双轴拉伸进行说明的示意图。如图2所示，β＝-
0.5的单轴拉伸是指在图中所示的ε1方向拉伸上、在ε2方向上收缩的变形方式，其与拉深成型这样的塑性加工相对应。β＝0的平面应变拉伸是指在图中所示的ε1方向上拉伸、在ε2方向上不产生变形的变形方式，其与弯曲成型这样的塑性加工相对应。β＝1.0的等双轴拉伸是指在图中所示的ε1方向上拉伸、在ε2方向上也拉伸的变形方式，其与鼓凸成型这样的塑性加工相对应。

[0042] 为了提高塑性变形能力而有效地利用TRIP现象，需要同时考虑作为每种钢材特有的值的加工诱导相变延展性极大温度与给该加工诱导相变延展性极大温度带来影响的塑
性变形时的应变比β(塑性变形方式)这两者。但是，上述现有技术没有进行这些考虑。此外，加工诱导相变延展性极大温度是依赖于应变比β的值，因此以后将加工诱导相变延展性极
大温度记作Tβ。例如，当应变比β＝-0.5时，将该加工诱导相变延展性极大温度记作T-0.5。

[0043] 图3示出了针对低碳钢调査得到的各应变比β时的临界等效应变εeq-critical的温度依赖性。在图3中，方形符号及虚线表示β＝-0.5的结果，△符号及双点划线表示β＝0的结果，圆形符号及实线表示β＝1.0的结果。另外，在将双轴应力状态下的双轴方向的应变分别设定为最大主应变ε1和最小主应变ε2时，等效应变εeq是指由下述式A计算出的应变。该等效应变εeq是将多轴应力状态下的应力-应变成分换算为与其相当的单轴应力-应变而得到的。该等效应变εeq用于比较不同的塑性变形方式，即，不同的应变比β时的塑性变形能力(延展性)。并且，临界等效应变εeq-critical是指作为待加工材料的钢材中发生断裂时的等效应变εeq。

[0044] εeq＝{4÷3×(ε12+ε22+ε1ε2)}1/2    (式A)

[0045] 如图3所示，临界等效应变εeq-critical(延展性)在特定的温度范围，其值升高。如上所述，该延展性的提高是由于TRIP现象的表现而造成的。这样，由TRIP现象所导致的延展性提高具有温度依赖性。例如，在β＝-0.5的情况下，加工诱导相变延展性极大温度T-0.5为150℃，在该温度下，临界等效应变εeq-critical达到最高值。

[0046] 另外，图3示出了加工诱导相变延展性极大温度Tβ依赖于应变比β而变化。例如，如上所述，在β＝-0.5的情况下，加工诱导相变延展性极大温度T-0.5为150℃，但在β＝0的情况下，加工诱导相变延展性极大温度T0为200℃；在β＝1.0的情况下，加工诱导相变延展性极大温度T1.0为250℃。这样，加工诱导相变延展性极大温度Tβ具有应变比β依赖性。

[0047] 图4以双点划线示出了图3中的β＝0时的临界等效应变εeq-critical的温度依赖性，并以虚线示出了假定其符合正态分布曲线时的近似曲线。如上所述，当应变比β＝0时，通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical最为提高的温度为加工诱导相变延展性极大温度T0即200℃。但是，如图4所示，临界等效应变εeq-critical提高的温度具有特定的范围。该临界等效应变εeq-critical提高的温度范围能够从图4中由虚线所示的假定符合正态分布曲线而近似得到的曲线求得。

[0048] 以下，对由近似曲线(近似函数)求出上述通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围的方法进行说明。首先，假定临界等效应变εeq-critical的温度依赖性符合正态分布曲线，将该温度依赖性近似为下述式B和式C所示的概率密度函数。这里，下述式B表示应变比为β、且比作为临界等效应变εeq-critical最为提高的温度的加工诱导相变延展性极大温度Tβ更低温度一侧的临界等效应变εeq-critical的温度依赖性的近似函数(比Tβ更低温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线)。下述式C表示应变比为β、且比作为临界等效应变εeq-critical最为提高的温度的加工诱导相变延展性极大温度Tβ更高温度一侧的临界等效应变εeq-critical的温度依赖性的近似函数(比Tβ更高温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线)。其中，式B及式C的式中，εeq-critical是指临界等效应变，T是指温度，Tβ是指加工诱导相变延展性极大温度，σLβ是指比Tβ更低温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差，σHβ是指比Tβ更高温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差，e是指自然对数，π是指圆周率，C1～C4是指常数。

[0049]     (式B)

[0050]     (式C)

[0051] 若从概率密度函数的数学定义考虑，则通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围能够由上述σLβ和σHβ来表现。即，该温度范围例如能够表现为(Tβ-3×σLβ)～(Tβ+3×σHβ)、(Tβ-2×σLβ)～(Tβ+2×σHβ)或(Tβ-σLβ)～(Tβ+σHβ)等。这里，上述范围为(Tβ-3×σLβ)～(Tβ+3×σHβ)的情况在数学上是指概率密度函数的积分值为0.9974；上述范围为(Tβ-2×σLβ)～(Tβ+2×σHβ)的情况在数学上是指概率密度函数的积分值为0.9544；并且，上述范围为(Tβ-σLβ)～(Tβ+σHβ)的情况在数学上是指概率密度函数的积分值为0.6826。

[0052] 这样，通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围能够使用假定符合正态分布曲线而近似得到的曲线(临界等效应变近似曲线)的标准偏差σLβ和σHβ来表现。上述这些σLβ及σHβ是依赖于应变比β的值。以后，将这些σLβ及σHβ例如在应变比β＝0的情况下，记作σL0及σH0。在图4所示的应变比β＝0的情况下，加工诱导相变延展性极大温度T0为
200℃，并且由近似曲线的解析结果可知，σL0为55℃，σH0为19℃。其中，用于求σLβ和σHβ的近似曲线的解析能够通过常规的数据分析和图表制作应用程序、常规的具有图表制作功能的
表计算应用程序来进行。

[0053] 在图4中，例如，通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围可以表现为：在(T0-3×σL0)～(T0+3×σH0)时为35℃～257℃；在(T0-2×σL0)～(T0+2×σH0)时为90℃～238℃；或者，在(T0-σL0)～(T0+σH0)时为145℃～219℃等。其中，本发明的发明者们对于各种钢材及各种应变比进行了深入研究，结果判明：若作为温度范围采用(Tβ-2×σLβ)～(Tβ+1.25×σHβ)，则能够没有过不足而恰当地表现通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围。因此，在本实施方式的塑性加工方法中，作为通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围，采用(Tβ-2×σLβ)～(Tβ+1.25×σHβ)。或者，根据需要，可以将该温度范围的下限设定为(Tβ-1.75×σLβ)、(Tβ-1.5×σLβ)或者(Tβ-1.25×σLβ)。
同样地，也可以将该温度范围的上限设定为(Tβ+1.20×σHβ)、(Tβ+1.15×σHβ)或者(Tβ-1.10×σLβ)。

[0054] 当应变比β＝0、且将温度范围设定为(T0-2×σL0)～(T0+1.25×σH0)时，通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围为90℃～223.75℃。即，可知在该低碳钢的情况下，为了以应变比β＝0的塑性变形方式使得塑性变形能力提高，只要在90℃～223.75℃的温度范围进行塑性加工就行。

[0055] 由以上可知，为了使用含有奥氏体的钢材(TRIP钢)作为待加工材料并且在最大限度地抑制缩颈和断裂的同时形成该钢材，只要采用如下的塑性加工方法就行。即，只要(1)预先测定作为待加工材料的钢材的各应变比β时的加工诱导相变延展性极大温度Tβ、以该Tβ为基准的低温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差σLβ和以该Tβ为基准的高温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差σHβ；(2)预先确定成型时最容易发生缩颈、断裂的钢材的局部区域的塑性变形方式，即，该局部区域的应变比βx；(3)将该局部区域的温度控制为适于应变比βx的温度范围(Tβx-2×σLβx)～(Tβx+1.25×σHβx)；并且，(4)在该局部区域的温度为该温度范围内的条件下实施塑性加工就行。这里，βx表示应变比β＝x，Tβx表示应变比β＝x时的加工诱导相变延展性极大温度，σLβx表示以Tβx为基准的低温度一侧的依赖于应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差，而且σHβx表示以Tβx为基准的高温度一侧的依赖于应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差。其中，Tβx、σLβx及σHβx是对每个各应变比β预先测得的Tβ、σLβ及σHβ中所含的值。因此，Tβx、σLβx及σHβx和Tβ、σLβ及σHβ的测定以及解析方法相同。

[0056] 具体来说，本实施方式的塑性加工方法使用含有奥氏体的钢材作为待加工材料，并包括下述工序：物性解析工序，在该工序中，当将依赖于应变比β而变化的上述钢材的加工诱导相变延展性极大温度以单位为℃设定为Tβ、将比上述Tβ更低温度一侧的依赖于上述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβ、将比上述Tβ更高温度一侧的依赖于上述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβ时，对每个上述应变比β测定上述Tβ、上述σLβ和上述σHβ；变形方式解析工序，在该工序中，确定使上述钢材塑性变形时的预测断裂部位，当将上述预测断裂部位的应变比设定为βx时，对上述应变比βx进行解析，并且从上述应变比β之中选择上述应变比βx；加热工序，在该工序中，当将相对于上述应变比βx的加工诱导相变延展性极大温度以单位为℃设定为Tβx、将比上述Tβx更低温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβx、将比上述Tβx更高温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβx、将上述预测断裂部位的局部温度以单位为℃设定为Tlocal时，分别从上述Tβ之中选择上述Tβx、从上述σLβ之中选择上述σLβx、从上述σHβ之中选择上述σHβx，并且以使上述局部温度Tlocal为下述式D所示的第一温度范围内的方式进行加热；以及加工工序，在该工序中，使上述加热工序后的上述钢材塑性变形。

[0057] Tβx-2×σLβx≤Tlocal≤Tβx+1.25×σHβx    (式D)

[0058] 在上述的物性解析工序中，对于作为待加工材料使用的钢材，以单位为℃测定各应变比β时的加工诱导相变延展性极大温度Tβ。加工诱导相变延展性极大温度Tβ的测定方法没有特别限定，只要使试验片的长宽尺寸变化并在各温度下实施将试验片端部固定的球头
鼓凸试验就行。而且，将临界等效应变εeq-critical(延展性)最为提高的温度设定为该应变比β时的加工诱导相变延展性极大温度Tβ。另外，对每个各应变比，通过上述近似曲线进行解析，求出比该Tβ更低温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差和比该Tβ更高温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差。

[0059] 在上述的变形方式解析工序中，使钢材塑性变形时，确定钢材最容易发生缩颈、断裂的局部区域(预测断裂部位)，以该局部区域的塑性变形方式确定应变比βx。而且，从以上述物性解析工序测得的应变比β之中，选择该应变比βx。预测断裂部位及该部位的应变比βx的测定方法没有特别限定，只要实施圆形网格试验(scribed circle test)就行。圆形网格试验是指下述方法：在加工前的待加工材料的表面，预先绘制圆形图案或格子图案，确定容易因塑性变形而发生缩颈、断裂的局部区域(预测断裂部位)，并且测定该局部区域的上述图案形状，由此确定该局部区域的塑性变形方式(应变比βx)。由圆形网格试验的结果，能够将局部区域的塑性变形方式分类为单轴拉伸(β＝-0.5)、拉深区域(-0.5＜β＜0)、平面应变拉伸(β＝0)、鼓凸区域(0＜β＜1.0)及等双轴拉伸(β＝1.0)等。

[0060] 如上所述，也可以通过实际测定，对预测断裂部位及该部位的应变比βx进行解析，作为上述变形方式解析工序的其他解析方法，还可以采用使用了有限元法的塑性变形模拟。此时，只要使用为数众多的市售的电脑用的塑性变形模拟程序就行。若使用塑性变形模拟，则即使在难以实测的待加工材料的内部为预测断裂部位的情况下，也能够确定预测断
裂部位并对该部位的应变比βx进行解析。而且，仅用实验来确认上述模拟结果的正确性就行，因此能够以最少实验数对预测断裂部位及该部位的应变比βx进行解析。

[0061] 在上述的加热工序中，以使钢材的预测断裂部位的局部温度Tlocal为与该部位的应变比βx对应的温度范围(Tβx-2×σLβx)～(Tβx+1.25×σHβx)的方式进行温度控制。如上所述，作为温度范围只要使用(Tβx-3×σLβx)～(Tβx+3×σHβx)或者(Tβx-2×σLβx)～(Tβx+2×σHβx)等就行，但在本实施方式的塑性加工方法中，采用(Tβx-2×σLβx)～(Tβx+1.25×σHβx)作为能够使塑性变形能力提高的第一温度范围。在优选想要得到延展性提高效果的情况下，根据需要，只要将上述第一温度范围设定为例如(Tβx-σLβx)～(Tβx+σHβx)或者(Tβx-0.5×σLβx)～(Tβx+0.5×σHβx)等就行。

[0062] 在更加优选想要得到延展性提高效果的情况下，只要在上述的变形方式解析工序中，预先以单位为℃对塑性加工中因热交换、加工发热等而变化的预测断裂部位的局部温
度Tlocal的温度偏移ΔTlocal进行解析，并且在上述的加热工序中，代替上述式D所示的第一温度范围，以使该局部温度Tlocal为考虑了该温度偏移ΔTlocal的下述式E所示的第二温度范围内的方式进行温度控制就行。

[0063] Tβx-ΔTlocal-2×σLβx≤Tlocal≤Tβx-ΔTlocal+1.25×σHβx    (式E)

[0064] 这样，通过考虑塑性加工中因热交换、加工发热等而变化的钢材的局部温度Tlocal的温度偏移ΔTlocal，可以得到下述效果。例如，即使是应变速度慢的塑性加工、钢材的温度变化比塑性加工开始时和钢材中发生缩颈、断裂的塑性加工结束时更大的情况下，也能够在最为需要塑性变形能力的塑性加工结束时，将预测断裂部位的局部温度Tlocal控制为可以得到延展性提高的效果的温度范围内。或者，例如即使是应变速度快的塑性加工、能够忽略加工发热的影响的情况下，也能够将上述局部温度Tlocal控制为可以得到延展性提高的效果的温度范围内。在最优选想要得到延展性提高效果的情况下，根据需要，只要将上述第二温度范围设定为(Tβx-ΔTlocal-σLβx)～(Tβx-ΔTlocal+σHβx)或者(Tβx-ΔTlocal-0.5×σLβx)～(Tβx-ΔTlocal+0.5×σHβx)等就行。

[0065] 上述变形方式解析工序中的温度偏移ΔTlocal的解析只要在预测断裂部位安装热电偶等来实际上测定塑性变形中的预测断裂部位的局部温度Tlocal就行。或者，也可以采用上述使用了有限元法的塑性变形模拟，在对上述预测断裂部位及该部位的应变比βx进行解析的基础上，对该温度偏移ΔTlocal进行解析。

[0066] 在上述的加热工序中，优选以使预测断裂部位的局部温度Tlocal为可以得到延展性提高的效果的上述第一温度范围内或者第二温度范围内的方式，对钢材、模具或者钢材的周围空间中的至少一种进行加热。例如，在变形方式解析工序中判明预测断裂部位为多处
且判明该多个预测断裂部位间的应变比β不同的情况下，优选在上述加热工序中，对钢材、模具或者钢材的周围空间中的至少一种进行加热，由此以使多个预测断裂部位的各自温度
为适于该应变比β的第一温度范围内或者第二温度范围内的方式进行温度控制。其结果是，在多个预测断裂部位的各自位置，可以得到与该部位对应的延展性提高效果。另外，上述加热工序中，根据需要，也可以对钢材、模具或者钢材的周围空间中的至少一种进行冷却。

[0067] 在上述的加工工序中，只要将以加热工序将预测断裂部位的局部温度Tlocal控制为可以得到延展性提高效果的上述的第一温度范围内或者第二温度范围内的钢材塑性加工为目的形状就行，塑性加工方法没有特别限定。作为塑性加工方法，只要进行自由锻造、模具锻造、使用了模具的压制加工等就行。

[0068] 另外，在上述的加热工序中，可以以使预测断裂部位的局部温度Tlocal为上述的第一温度范围内或者第二温度范围内的方式，对硅油等油类、空气或不活泼气体、水蒸气雾或油雾等热介质进行加热，并且在上述的加工工序中，通过该热介质的压力使作为待加工材料的钢材塑性变形。其结果是，对待加工材料的塑性变形部均匀地进行加热，塑性变形以更为接近均匀的状态进行，因此能够得到延缓达到断裂而成型性提高的效果。

[0069] 以上进行了说明的本实施方式的塑性加工方法总结如下。

[0070] (1)本实施方式为以含有奥氏体的钢材作为待加工材料的塑性加工方法，其包括下述工序：物性解析工序，在该工序中，当以单位为℃将依赖于应变比β而变化的上述钢材的加工诱导相变延展性极大温度设定为Tβ、将比上述Tβ更低温度一侧的依赖于上述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβ、将比上述Tβ更高温度一侧的依赖于上述应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβ时，对每个上述应变比β测定上述Tβ、上述σLβ和上述σHβ；变形方式解析工序，在该工序中，确定使上述钢材塑性变形时的预测断裂部位，当将上述预测断裂部位的应变比设定为βx时，对上述应变比βx进行解析，并且从上述应变比β之中选择上述应变比βx；加热工序，在该工序中，当以单位为℃将相对于上述应变比βx的加工诱导相变延展性极大温度设定为Tβx、将比上述Tβx更低温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σLβx、将比上述Tβx更高温度一侧的依赖于上述应变比βx的临界等效应变近似曲线的标准偏差设定为σHβx、以单位为℃将上述预测断裂部位的局部温度设定为Tlocal时，分别从上述Tβ之中选择上述Tβx、从上述σLβ之中选择上述σLβx、从上述σHβ之中选择上述σHβx，并且以使上述局部温度Tlocal为上述式D所示的第一温度范围内的方式进行加热；以及加工工序，在该工序中，使上述加热工序后的上述钢材塑性变形。

[0071] (2)而且，可以当将上述加工工序中的塑性变形中变化的上述局部温度Tlocal的温度偏移以单位为℃设定为ΔTlocal时，在上述变形方式解析工序中进一步对上述温度偏移ΔTlocal进行解析；在上述加热工序中，以上述局部温度Tlocal为上述式E所示的第二温度范围内的方式进行加热。

[0072] (3)而且，可以在上述加热工序中，以使上述局部温度Tlocal为上述第一温度范围内或者上述第二温度范围内的方式，对上述钢材、模具或者上述钢材的周围空间中的至少一种进行加热。

[0073] (4)而且，可以在上述加热工序中，以使上述局部温度Tlocal为上述第一温度范围内或者上述第二温度范围内的方式，对热介质进行加热；在上述加工工序中，通过上述热介质的压力，使上述钢材塑性变形。

[0074] (5)而且，可以在上述变形方式解析工序中，使用塑性加工模拟对上述预测断裂部位和上述应变比βx进行解析。并且，也可以使用塑性加工模拟对上述温度偏移ΔTlocal进行解析。

[0075] 接着，说明本发明的一个实施方式的塑性加工装置。

[0076] [第一实施方式]

[0077] 对于本发明的第一实施方式的塑性加工装置进行说明。图5是表示本发明的第一实施方式的塑性加工装置的概略构成的局部剖开的正视图。

[0078] 以下，对本实施方式的塑性加工装置1的加工部的构成进行说明。主体框11用于安装一组模具21等构成塑性加工装置1的各部件，在其内侧下部配设有垫板12，在其内侧上部配设有滑块13。滑块13被构成为：通过配设于主体框11的上部的电机、气缸等滑块驱动装置
14在上下方向上驱动。滑块13在其下表面安装有上模具21，垫板12在其上表面安装有下模
具21。由此，塑性加工装置1被构成为：与主体框11相对地以互相对置配置的状态安装一组模具21，通过滑块13上下移动而在一组模具21之间进行待加工材料3的塑性加工。这样，只要能够通过一组模具21进行待加工材料3的塑性加工，则对于塑性加工装置1的主体框11等
的构成就没有特别限定。

[0079] 一组模具21用于对配置在它们之间的待加工材料3，进行弯曲加工、拉深加工、凸缘成型加工、扩孔弯边加工、鼓凸加工等塑性加工，根据塑性加工的种类和成型品的形状来调整其形状，作为其构成可以使用公知的模具。一组模具21例如被构成为：将载置在下模具
21上的待加工材料3以通过设置在上模具21上的凸部21b插入设置在下模具21上的凹部21a
内的方式来驱动上模具21，由此对待加工材料3进行弯曲加工。一组模具21中也可以设置例如用于进行拉深加工的坯料支架。一组模具21也可以被构成为：在上模具21和下模具21的
两者上设置凹部21a，对待加工材料3进行模具锻造。

[0080] 本实施方式的塑性加工装置1作为加热部具有：加热器31，其对包含待加工材料3和一组模具21的空间16内的气氛进行加热；以及加热器32，其对一组模具21进行加热。另
外，上述加热部具有加热炉33，其配置在塑性加工装置1的外部，对待加工材料3进行加热。
塑性加工装置1也可以为具备加热器31、加热器32及加热炉33中的至少一种的构成。在具有加热器31的构成中，由于加热器31对空间16内的气氛进行加热，因此能够特意地以使待加
工材料3和空间16的温度差变得较小的方式或者以使该温度差增大的方式进行加热。在具
有加热器32的构成中，由于加热器32加热一组模具21，因此能够特意地以使待加工材料3和模具21的温度差变得较小的方式或者以使该温度差增大的方式进行加热。在具有加热炉33
的构成中，能够将设置在塑性加工装置1的空间16内之前的待加工材料3的温度控制在目的
温度。这样，通过使用加热器31、加热器32或者加热炉33中的至少一种，即使在待加工材料3存在多个预测断裂部位的情况下，也能够将多个预测断裂部位分别控制为与该部位对应的
温度。另外，在上述加热部中，根据需要，也可以对待加工材料3、模具21或者空间16中的至少一种进行冷却。

[0081] 另外，塑性加工装置1具有盖41(保温盖、隔热构件)，其以覆盖上述空间16的方式配置。被盖41所覆盖的空间16作为收容待加工材料3的收容部起作用。

[0082] 只要加热器31对包含待加工材料3和一组模具21的空间16内的气氛进行加热，并且加热器32对上述模具21进行加热，由此能够将待加工材料3的预测断裂部位加热到上述
第一温度范围或者第二温度范围就行。因此，它们的位置、构成没有特别限定，除了电加热器以外，例如也可以由感应加热线圈、燃烧器等构成。加热器31例如与上述主体框11相对地安装，加热器32安装在上述模具21内部。另外，根据需要，加热器31、加热器32及加热炉33也可以具有冷却到室温以下的温度的冷却功能。此时，即使待加工材料3的加工诱导相变延展性极大温度Tβ在室温以下，也能够将待加工材料3的预测断裂部位的温度控制在上述的第
一温度范围或者第二温度范围，故而优选。

[0083] 盖41是为了包围包含待加工材料3和一组模具21的空间16，防止该空间16内的气氛向外部放热、防止外气向空间16内侵入而配置的。盖41由作为隔热性优异的材质的隔热
构件构成，例如在具有水冷功能的金属制外框的内侧作为耐热材料安装有玻璃棉或铝层压
膜等。此外，盖41具有用于放入取出待加工材料的未图示的开口部和门。盖41在本实施方式中形成为箱状，其以覆盖主体框11的侧部和上部的方式与主体框11相对地安装，但只要能
够包围包含至少一组模具21的空间16，则其形状、位置和安装方法就没有特别限定。此外，本实施方式中，在盖41上形成有用于使从主体框11的上部突出的滑块驱动装置14插通的插
通孔41a以及用于使后述的用于导入不活泼气体的不活泼气体导入部插通的插通孔41b。

[0084] 本实施方式的塑性加工装置1优选还具备不活泼气体导入部51。不活泼气体导入部51具有用于将例如上述空间16内的气氛置换为例如Ar或N2等不活泼气体的未图示的气
瓶和金属制管。通过不活泼气体导入部51，能够将待加工材料3的表面氧化抑制到最小限
度。不活泼气体导入部51的形状、位置和安装方法没有特别限定。此外，本实施方式被构成为：通过安装于形成在盖41上的插通孔41b上的金属制管，鼓入Ar或N2等不活泼气体。在想要更合适地抑制待加工材料3的表面氧化的情况下，该不活泼气体导入部51也可以进一步
具备未图示的真空脱气泵。

[0085] 另外，本实施方式的塑性加工装置1优选还具备测温部。测温部以能够分别对上述待加工材料3、上述模具21和上述空间16独立地进行测温的方式，具有分别安装于上述待加工材料3、上述模具21和上述空间16的未图示的温度计和显示设备。测温部的形状、位置和安装方法没有特别限定。作为温度计，只要使用接触式热电偶温度计或红外线放射温度计
等就行。此外，本实施方式中，作为测温部使用热电偶。

[0086] 以上进行了说明的本实施方式的塑性加工装置总结如下。

[0087] (6)本发明的第一实施方式的塑性加工装置具备：收容部，其收容待加工材料3(钢材)和一组模具21；加热部，其以使待加工材料3(钢材)的预测断裂部位的局部温度Tlocal为第一温度范围内或者第二温度范围内的方式，对待加工材料3(钢材)、一组模具21或者空间
16(钢材的周围空间)中的至少一种进行加热；以及加工部，其通过一组模具21使被该加热
部加热了的待加工材料3(钢材)塑性变形。

[0088] (7)并且，还具备盖41(隔热构件)，其以覆盖上述收容部的方式配置。

[0089] (8)并且，还具备测温部，其对待加工材料3(钢材)、一组模具21及空间16(收容部内的空间)的温度进行测量。

[0090] [第二实施方式]

[0091] 接着，对于本发明的第二实施方式的塑性加工装置进行说明。图6是表示本发明的第二实施方式的塑性加工装置的概略构成的局部剖开的正视图。

[0092] 本实施方式中，特别是，模具21的结构与上述第一实施方式不同，因此以该不同点为中心进行说明，其他结构作为与上述第一实施方式同样的结构而省略重复说明。

[0093] 本实施方式的塑性加工装置1通过一组模具21和热介质，对于配置在它们之间的待加工材料3进行塑性加工。例如，热介质导入部71使压力和温度得到了控制的热介质从配管71a通过，并由设置于下模具21上的热介质导入孔21c导入。然后，被滑块驱动装置14固定在上模具21与下模具21之间的待加工材料3通过热介质的压力而被压入设置于上模具21上
的凹部21a内。其结果是，待加工材料3被赋予目的形状。

[0094] 作为上述热介质，能够使用硅油等油类或空气、不活泼气体、水蒸气雾、油雾等气体等。另外，热介质导入部71没有特别限定，只要能够控制上述热介质的压力和温度就行。

[0095] 本实施方式的塑性加工装置1作为加热部具有：加热器31，其对包含待加工材料3和一组模具21的空间16内的气氛进行加热；加热器32，其对一组模具21进行加热；以及加热器34，其对热介质进行加热。另外，上述加热部具有加热炉33，其配置在塑性加工装置1的外部，对待加工材料3进行加热。通过使用加热器31、加热器32、加热器34或者加热炉33中的至少一个，能够将待加工材料3的预测断裂部位控制为与该部位对应的温度。即使在待加工材料3中存在多个预测断裂部位，通过控制上述四个加热源，也能够将多个预测断裂部位分别更好地控制为与其部位对应的温度。另外，根据需要，加热器31、加热器32、加热器34及加热炉33也可以具有冷却到室温以下的温度的冷却功能。此时，即使待加工材料3的加工诱导相变延展性极大温度Tβ为室温以下，也能够将待加工材料3的预测断裂部位的温度控制在上
述第一温度范围或者第二温度范围，故而优选。

[0096] 另外，塑性加工装置1具有盖41(保温盖、隔热构件)，其以覆盖上述空间16的方式配置。被盖41所覆盖的空间16作为收容待加工材料3的收容部起作用。

[0097] 此外，本实施方式的塑性加工装置1优选还具备测温部。测温部以能够分别对上述待加工材料3、上述模具21和上述空间16独立地进行测温的方式，具有分别安装于上述待加工材料3、上述模具21、上述空间16和热介质导入部71的未图示的温度计和显示设备。测温部的形状、位置和安装方法没有特别限定。作为温度计，只要使用接触式热电偶温度计或红外线放射温度计等就行。

[0098] 以上进行了说明的本实施方式的塑性加工装置总结如下。

[0099] (9)本发明的第二实施方式的塑性加工装置具备：收容部，其收容待加工材料3(钢材)和一组模具21；热介质导入部，其向模具21内导入热介质；加热部，其以使待加工材料3(钢材)的预测断裂部位的局部温度Tlocal为第一温度范围内或者第二温度范围内的方式，对待加工材料3(钢材)、一组模具21、空间16(钢材的周围空间)或者热介质中的至少一种进行加热；和加工部，其通过热介质的压力使被该加热部加热了的待加工材料3(钢材)塑性变
形。

[0100] (10)并且，还具备盖41(隔热构件)，其以覆盖上述收容部的方式配置。

[0101] (11)并且，还具备测温部，其对待加工材料3(钢材)、一组模具21、空间16(收容部内的空间)及热介质的温度进行测量。

[0102] 实施例1

[0103] 接着，对本发明的实施例进行说明，但实施例中的条件是用于确认本发明的可实施性及效果而采用的一个条件例，本发明不限于这一个条件例。本发明只要不脱离本发明
的主旨，并能够达成本发明的目的，就能够采用各种条件。

[0104] 作为物性解析工序，使用含有奥氏体的钢材(实施例)和不含奥氏体的钢材(比较例)，对各应变比β及各温度下的临界等效应变εeq-critical进行测定。各应变比β及各温度下的临界等效应变εeq-critical的测定方法是：使试验片的长宽尺寸变化，并在各温度下实施将试验片端部固定的球头鼓凸试验。由产生缩颈、断裂时的应变，算出临界等效应变εeq-critical。

[0105] 表1示出了各应变比β及各温度下的临界等效应变εeq-critical的测定结果。例如，在实施例1中，当β＝-0.5时，临界等效应变εeq-critical显示极大的加工诱导相变延展性极大温度T-0.5为75℃；当β＝1.0时，加工诱导相变延展性极大温度T1.0为150℃。在实施例3中，当β＝-0.5时，加工诱导相变延展性极大温度T-0.5为150℃；当β＝1.0时，加工诱导相变延展性极大温度T1.0为250℃。这样，在含有奥氏体的钢材(实施例)中，临界等效应变εeq-critical依赖于钢材种类、加工温度及应变比β而变化。另一方面，在比较例6中，如表1所示，临界等效应变εeq-critical最为提高的温度不依赖于应变比β。即，加工诱导相变延展性极大温度Tβ不存在应变比β依赖性。这是因为，其是不含奥氏体的钢材(比较例)，因此不表现出TRIP现象。

[0106] 表2将使用表1所示的结果进行近似曲线(近似函数)解析而求得的各应变比时的比加工诱导相变延展性极大温度Tβ更低温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差表示为σLβ，将比Tβ更高温度一侧的依赖于应变比β的临界等效应变近似曲线的标准偏差表示为σHβ。这样，通过对每个应变比来解析σLβ和σHβ，可以确定能够以各应变比使塑性变形能力提高的温度范围。例如，在实施例3中，当β＝0时，2×σL0＝110℃、1.25×σH0＝24℃，因此以加工诱导相变延展性极大温度Tβ作为基准，能够确定通过TRIP现象使得临界等效应变εeq-critical提高的温度范围为90℃～224℃。

[0107] 接着，作为变形方式解析工序，针对方筒拉深成型加工，对待加工材料的预测断裂部位和该预测断裂部位的应变比β进行解析。图7示出了对方筒拉深成型加工进行说明的示意图。如图7所示，使用80mm见方的模头61、75mm见方的方筒冲头62和支架63，对坯料64(待加工材料)实施方筒拉深成型加工。通过圆形网格试验进行与该方筒拉深成型加工有关的解析。由该圆形网格试验的解析结果能够确定：在方筒拉深成型加工中，图7所示的坯料64(待加工材料)的B部为预测断裂部位，而且该B部的塑性变形方式是应变比β为β＝-0.5的单轴拉伸状态。

[0108] 接着，作为加热工序，使用表1所示的实施例3的钢材作为待加工材料，以使上述预测断裂部位的局部温度Tlocal为25℃到250℃的方式，对钢材、模具或者周围空间中的至少一种进行加热来控制温度。接着，作为加工工序，对在上述加热工序中进行了温度控制的实施例3的钢材实施方筒拉深成型加工。

[0109] 表3示出了将实施例3的钢材作为待加工材料、并以使预测断裂部位的局部温度Tlocal为25℃到250℃的方式进行加热而得到的方筒拉深成型加工的结果。表3中所示的拉深成型高度表示能够在待加工材料中不发生缩颈、断裂的情况下进行成型的高度，该值越大
表示成型性越高。

[0110] 实施例3的钢材如表1所示，当应变比β＝-0.5时，加工诱导相变延展性极大温度T-0.5为150℃。另外，实施例3的钢材如表2所示，当β-0.5时，2×σL-0.5为110℃，1.25×σH-0.5为
69℃。即，可以预测：在上述方筒拉深成型加工中，当预测断裂部位的局部温度Tlocal为40℃～219℃(第一的温度范围)时，拉深成型高度变高，并且Tlocal为150℃时，拉深成型高度最高。实际上，如表3所示，在预测断裂部位的局部温度Tlocal为第一的温度范围内的50℃～200℃时，能够确认拉深成型高度为足够高的值。而且，当预测断裂部位的局部温度Tlocal为150℃时，拉深成型高度最高。通过在该温度范围外的25℃及250℃下进行方筒拉深成型加工，就算使用相同的待加工材料，当在上述温度范围内进行方筒拉深成型加工时，成型性都提
高约两倍。这样，通过本发明的上述方式的塑性加工方法，能够在抑制缩颈和断裂的发生的同时使得成型性提高。

[0111] 表1

[0112]

[0113]

[0114] 表3

[0115]

[0116] 产业上的可利用性

[0117] 根据本发明的上述方式，能够提供在抑制缩颈和断裂的发生的同时使得成型性提高的塑性加工方法以及塑性加工装置，因此产业上的可利用性高。

[0118] 符号说明

[0119] 1    塑性加工装置

[0120] 3    待加工材料(钢材)

[0121] 11   主体框

[0122] 12   垫板

[0123] 13   滑块

[0124] 14   滑块驱动装置

[0125] 16   空间(钢材的周围空间、收容部内的空间)

[0126] 21   模具

[0127] 31   空间16的加热器(加热部)

[0128] 32   模具21的加热器(加热部)

[0129] 33   待加工材料3的加热炉(加热部)

[0130] 41   保温盖(隔热构件)

[0131] 51   不活泼气体导入部

[0132] 71   热介质导入部(加热部)