フックの法則は、応力とひずみの間の線形弾性関係を定義します。

鋼は線形弾性材料に非常によく似ており、フックの法則に厳密に従います。ただし、リラクゼーションなどの非弾性動作を表示します。リラクゼーションは、一定のひずみ下にあるメンバーが時間とともに変動する（および減少する）ストレスを示す動作です。

私の質問は、リラクゼーションプラスチックですか？リラックスしたメンバーが解放された場合、どのように動作しますか？弾性率で定義されたパスをたどりますか？この場合、塑性変形で終わりますか？結局、ストレスを受けたとき、メンバーは到達するでしょう。緩和後、それは到達します。いったん解放されると、に到達する必要があり。これは、で、以降、ゼロ以外のを意味します。$\left(\sigma_1, \epsilon_1\right)$$\left(\sigma_2, \epsilon_1\right)$$\sigma =0$$\epsilon = \epsilon_1 - \dfrac{\sigma_2}{E}$$\sigma_2 <\sigma_1$$\epsilon$

または、他の動作がありますか？塑性変形せずに復帰できるように弾性率が変化しますか？

要するに、はい、緩和はおそらく塑性変形とみなされるべきです。塑性ひずみは、加えられた応力が取り除かれたときの回復不可能な変形として定義されるからです。

定義説明

$\varepsilon_{0}$$\varepsilon_{0}$

$|\varepsilon_{1}|<|\varepsilon_{0}|$$|\varepsilon_{0}-\varepsilon_{1}|>0$

熱力学的および速度論的説明

定義の説明が不十分な場合は、熱力学および動力学の観点からこれを見ることができます。今のところ、鋼が純粋な鉄の単結晶であるとします。弾性ひずみはエネルギーを結晶格子に蓄えます。エネルギーはその静止状態よりも高いため、仕事をするために利用可能な自由エネルギーがあり、したがって、結晶格子内の原子の再編成の推進力となります。また、格子内に空格子点または欠落原子の形で点欠陥があります。ランダムな変動により、隣接する原子が空格子点を埋め、空格子点が格子の周りを移動します。空孔は原子の再編成の手段を提供します。

ひずみが等方性でない場合（つまり、純粋な静水圧ではない場合）、格子ひずみ場は、圧縮ひずみ方向よりも引張ひずみ方向で空孔をわずかに大きくすることに注意してください。結果として、引っ張り方向への移動に対するエネルギー障壁は、圧縮方向よりも低くなります。原子が引張方向に沿って隣接する圧縮方向の間から押し出されると考えてください。したがって、結晶には原子の正味の流れがあり、原子は高圧縮の方向から高張力の方向に移動する傾向があります。全体としての長期的な効果は、結晶を張力の方向に伸ばし、結晶を圧縮の方向に短くして、回復不可能な変形を引き起こすことです。。複数の結晶粒でも同じ効果が発生しますが、結晶粒界の存在と結晶方位の変化により機構が複雑になる点が異なります。炭素のような格子間原子の存在でも同じ効果が発生しますが、それらは邪魔にならないため、おそらく空孔の動きにほとんど影響を与えません（この部分については100％確信できませんが、下のメモを参照）。

上記は、熱応力（クリープや粒成長など）および転位運動からの空孔の流れと粒界の移動の理論に基づく最も可能性の高い理論であり、直接観測されています。しかし、説明されているリラクゼーションの振る舞いは、私の知る限りでは直接観察されていません（つまり、トンネル電子顕微鏡で）。

注意

*格子間原子の体積はわずかに増加しているため、格子間原子の引張方向に沿った格子間サイトのエネルギーは低くなります。これは、非弾性ひずみとマルテンサイトの形成に関連していますが、緩和に影響する場合としない場合があります。ただし、純粋に軸方向の歪みが鋼に異方性を引き起こす可能性があることに注意してください。