硬度差がき裂進展に与える影響とは?

このQ&Aのポイント
  • 質問文章では、硬度差がある材料内部におけるき裂がなぜ軟化している方を優先的に進展するのかについての理由を知りたいです。
  • また、硬度差が弾性率に差を生じる場合、き裂の進展はどちらに向かうのでしょうか?
  • この質問の回答により、硬度差がき裂進展に与える影響について理解を深めることができます。
回答を見る
  • 締切済み

き裂進展挙動に及ぼす硬度差の影響

質問ですが,硬度差がある材料内部におけるき裂はなぜ軟化している方を優先的に進展するのでしょうか? また,硬度差では弾性率に差が生じる場合はどちらを亀裂が進展するのでしょうか?

  • 金属
  • 回答数1
  • ありがとう数0

みんなの回答

  • ohkawa3
  • ベストアンサー率59% (1340/2258)
回答No.1

少なくとも鋼材では、硬度と引張り強さには、ほぼ比例関係があるので、柔らかい部分が変形して亀裂が進行するものと思います。 https://www.toishi.info/metal/koudo_hippari.html 上記に反して、弾性率は硬度の影響をほとんど受けずに、ほぼ一定の値を保ちます。したがって、弾性率の差によって亀裂が進行する説明は難しいと思います。

関連するQ&A

  • 硬度の差について

    いつも勉強させて頂いております。私はゴムのパッキンの製造工場で 働いております。 今回、新規案件の材料開発依頼がありまして、 硬度80IRHDの材料を用意する事となったのですが、 当社にあるのは、JISのショアAの硬度計だけです。 そこで、お聞きしたいのですが、IRHDとショアAで測定値の差はあるのでしょうか? 測定方法が微妙に異なる以上、多少の差はあるかと思いますが、 例えば、JIS硬度計で測定値が80ならばIRHDだと85が目安などと云った、硬度の比較が出来るのでしょうか? もし可能でしたら、そう云った資料が記載されているサイト等教えて頂けると 幸いです。(私も探してみましたが、JIS、IRHDそれぞれの硬度計に関する説明は多々有りましたが、比較となると、品質保証的に難しいからか、 見つけられませんでした。) お手数をお掛けしますが、御存知の方がいらっしゃいましたら、 御教授頂けますと幸いです。

  • き裂進展速度について

    私はステンレス鋼の応力腐食割れについて勉強をしているのですが、何らかの影響でき裂が発生した時に一般的に母材(BM部)と熱影響部材(HAZ部)とではどちらがき裂の進展が早く進むのでしょうか?また応力腐食割れによってどちらがき裂進展しやすいでしょうか??わかりずらい質問だと思いますが少しでも知識のある方はよろしくお願いしますm(__)m

  • 圧縮応力下での亀裂進展について

    ある鋳鋼製(SCW480) の部位に亀裂が発生しました。 原因は推定なのですが 8年前に摩耗対策の一環として溶接硬化肉盛を実施 したのですが、現地溶接のため 熱処理をきっちりと出来なかったために (350度程度までしか後熱しなかった)、残留応力が発生して母材に亀裂が 発生したと考えています。 それはよいのですが 問題は その亀裂周辺は 機械稼働時 圧縮応力 しか発生しておらず 引張応力はかかっていないにも関わらず 亀裂が進展して表面に現れてきていました。 (歪ゲージによる確認結果 -20Kgf/mm2程度でした) そこで質問です。 圧縮応力でも亀裂が進展することはあるのでしょうか。 亀裂進展の原因がはっきりせず 悩んでいます。

  • 弾性定数と焼き入れに関する質問です。

    鉄(鋼)を焼き入れすると硬度が上がりますが、弾性定数で言うとE(ヤング率)、G(ずれ弾性率)、σ(ポアソン比)、k(体積弾性率)のどれが変わるのでしょうか?硬度と弾性定数の繋がりがよく分かりません。 焼き入れによって硬化したものは、焼き入れをする前のものと硬度が違うので、それぞれの弾性定数も変わるものだと思ってましたがそうではないのでしょうか? どなたか物理、材料関係に詳しい方ご教授ください。 よろしくお願いいたします。

  • めっきの硬度について

    亜鉛めっきの硬度について教えてください。 普通の材料(鉄)に亜鉛めっきを行った場合 硬度は変化するのでしょうか? また、硬度が変わる場合はどのくらい変化するのでしょうか? 回答お願いします

  • 圧縮応力場での亀裂発生・進展に関して

    いつも参考にさせて頂いております. 現在,担当している設備の軸部分に亀裂が発生しておりまして,その原因を調査しております. FEM解析の結果,亀裂発生部分には一定振幅の片振圧縮応力が働いているようです. また,主応力は降伏点を越えています. このような状況で,亀裂が発生・進展することは有るのでしょうか? 亀裂発生に関しては,「片振圧縮・片振引張どちらの場合でも,応力振幅が同じであれば亀裂発生に対して等価的である」という文献は目にしました. (炭素鋼の疲れき裂の発生伝播に及ぼす平均応力の影響:高尾健一,九州工業大学研究報告. 工学,21,47-51,19700600) また,「バウシンガー効果」という現象を持ち込めば,説明できるのではないかと期待しております. 以上,ご教授の程,宜しくお願い申し上げます.

  • 接合界面上のき裂について

     異種材料接合界面上のき裂の解析をしています。解析結果をいまいち論理的に説明できないので質問させてください。接合界面上のき裂(貫通き裂です)に対して開口方向に引張荷重を負荷した解析を行ったところ、き裂前縁でき裂開口方向の応力が中央部から材料表面に近づくほど大きくなっていました、また材料表面の極近傍では応力が急激に減少していました。  材料表面の極近傍でき裂開口方向の応力が急激に減少しているのは、材料表面側では周囲材料の拘束が無いので、応力状態が平面応力的になるからだと思います。理解出来ないのは、応力が中央部から材料表面に近づくほど大きくなっている事です。 1.材料表面側の接合界面端部は応力特異点ですので、特異点に近づいていくにつれて応力が大きくなったと考えるのは妥当でしょうか? 2.き裂が無い状態の接合材に引張を加えた場合、接合界面端部が特異点となり、中央から材料表面に近づくほど応力は大きくなると思います。き裂がある場合は、中央から材料表面に近づくほど応力が大きくなるのは同じだけど、材料表面では平面応力状態になるので、応力が小さくなっているとと考えるのは妥当でしょうか?  非常に稚拙な質問だと思いますが、よろしくお願いします。

  • 亀裂の方向

    亀裂が入る方向について、 例えば、最大主応力σ1,最小主応力σ2とし、 |σ1|>|σ2| の時、σ1がはたらく面の方向(つまりσ1の方向に直角方向)に亀裂が入ると私は認識しています。 【質問】 1)この認識で正しいのでしょうか? 2)この考え方は、延性材料,ぜい性材料などどんな材料にも適用できるのでしょうか? 3)最大せん断応力(主面に対し斜め45°の面にはたらくせん断応力)の方向は亀裂の方向と関係あるのでしょうか? ご存知の方、教えてください。よろしくお願いします。

  • ELMAX硬度が得られない?

    ELMAXの熱処理について教えてください。 3年前から取引先に該当材料の熱処理を依頼し、通常指定どおりHRC58-62の硬度を得ていました。 ところが6月下旬ぐらいから、従来の条件で熱処理を行っても指定硬度が出る場合と出ない場合がある、との問題が発生しています。出ない場合の硬度は、HRCで56ぐらいです。 これ以外の材料では同様の問題が起きていないため、同社の熱処理設備、検査器具の問題ではないと思われます。 材料代理店に問い合わせましたが、材質には変更はないとのことで、逆にメーカー推奨の熱処理条件を使っていないから、硬度がでないのだ、との説明でした。 一方熱処理業者側は、硬度を出すだけなら推奨条件でもよいだろうが、顧客側で形状加工済みの寸法変化、ひずみ重視の製品焼入れには、自社条件の方があっている、今までこの条件で十分硬度が得られていた、という論旨です。 このような場合、どういった要因が考えられますでしょうか。当社は当初規格範囲内の鋼材の配合変更があったのではないか、と考えたのですが、そうではないのでしょうか? また、該当の熱処理業者からは、今の状態で指定硬度を出すためには、焼き入れ温度を上げる必要があり、1180度程度まであげると硬度は出る、とのことでしたが、この温度変更による材料の劣化等は大丈夫でしょうか? 海外進出企業であり、相談するところが少ないため、ご存知の方に教えていただきたいと思います。よろしくお願いします。

  • 硬度について

    材質:SCM440(精鋳) 硬度:Hv650~750 熱処理:高周波 上記の条件で熱処理を行いました。 硬度測定を行った結果Hv1000程度でました。 通常Hv1000と言った硬度は出るのでしょうか? 仮にHv1000が出ないとした場合に、 SCM440での最大硬度はどれくらいなるのでしょうか? 回答お願いします 硬度計はマイクロビッカースを使用しています。 かなり古いですがマスターで確認を行っており 測定には問題に支障はきたさないと考えます。 1つ考えられる要因としてワークの固定方法に問題があるのではと考えます。しかし、仮にワークの固定方法が悪かった場合、 硬度は低めに出ると考えられる為、Hv1000のデータは出ないかと思います。 上記のことを含め再度回答お願いします。 今回樹脂埋めを行い測定した結果Hv800程度でました。 沢山の回答ありがとうございます。 1つ疑問に思うことですが、 材料によっては硬度が高めに出るのでしょうか? 今回のこの材料は材質:SCM440と記載していますが、 ロストワックスによる精密鋳造品です。 この場合もHv1000は出ないのでしょうか? 通常の測定はHvで測定を行っていますが、 HRA、HRCでの測定も可能であると思いますが妥当なのでしょうか? 今回参考程度に測定した結果やはり、HRA、HRCはかなり低く出ました。 (Hv換算で100~150程度低くかった)