破壊靭性値と衝撃値の違い
- 破壊靭性値と衝撃値の違いについて説明します。
- 破壊靭性値は材料の耐久性を表し、衝撃値は材料が受ける衝撃の大きさを示します。
- 強度、強さ、硬さの定義についても解説します。
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破壊靭性値と衝撃値の違い
用語についてですが、 破壊靭性値が高いという表現と とシャルピー衝撃試験で 使う衝撃値が大きいと 同じ意味と考えてよいのでしょうか？ また、鋼材の中で 「強度が高い材料」、「強さ（強い材料）」、 「硬さ（硬い材料）」 の定義がよく分かりません。 違いについてアドバイスください。
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※正確な説明ではなく、イメージとしてとらえてください ?破壊靱性値：破断が始まり、完全に破断するまでの間の強さ →手で紙を2つに切り裂く ?耐衝撃：面積にかかる瞬間的な力に対する強さ →泥棒がガラスをハンマーで割る ?強度：(一般的に)引張り強度 →綱引き ?強さ：引張、曲げ、圧縮などがあります →綱引き、針金細工、ゴミ袋の中を小さくする ?硬さ：表面硬度 →鉛筆の芯 H～B ※最も硬いとされるのはダイヤモンド ?’固さ：曲がりにくさ、しなり―弾性率 →水泳・飛び込みの踏切台の振幅
ご質問者をさておいて失礼します。 ＃４さん，貴重なご回答ありがとうございます。その中にある，Rolfeの式； 破壊靱性値K?C＝120.7（ｖE(シャルピー吸収エネルギー)）の0.75乗 について，下記URLに少し記述がありました。 www.plantech.co.jp/catalog/reactor2.pdf 式の根拠となる参考資料がありましたら，ぜひ教えていただきたいのですが。
破壊靱性値とシャルピー衝撃値との関係について、補足します。 衝撃試験の結果から、破壊靱性値を推定するいろいろな式があるのですが、その中のひとつ Rolfeの式によると 破壊靱性値K?C＝120.7（ｖE(シャルピー吸収エネルギー)）の0.75乗 になります。 この式の結果の値は、ほとんどのケースで、かなり安全サイドの数値であると考えられており、私は低温下での配管耐圧試験における脆性破壊評価に使用したことがあります。
yukioさんの回答に補足しておきます。 シャルピー衝撃試験は、破壊靭性の程度を確認する試験方法で、定量的な値は求められますが、その値に力学的理論根拠はありません。（計装化シャルピーというような特別な試験方法を用いれば、亀裂進展時のエネルギをそれなりに評価できるので、少しはまともな指標になりますが） 破壊靭性を理論的な破壊力学に従い求めるのであれば、K値やJ値を求めなければいけません。しかし、K値やJ値を求める試験は、手間も費用も大きく、まだまだ一般的ではありません。 そこで、評価が簡単なことから、実用試験的意味合いで、シャルピー衝撃試験が広く利用されています。 強度試験でいえば、引張試験で、きちんと各材料特性の値が求められますが、測定装置がないとすぐに実施できないので、曲げ試験や鋼管の扁平試験が用いられているのと同じ状況です。
破壊じん性値は，材料に切り欠がある場合の材料強度を表す指標です。切り欠があれば，材料強度は低下するのですが，延性材料（例えば金属材料）であれば，切り欠部が塑性変形しやすいので，破壊じん性値は高くなり，逆に脆性材料（例えばセラミックス）であれば，切り欠部が変形する前に破壊するので，破壊じん性値は低くなります。 シャルピー衝撃値は，材料の脆性強さを表す指標です。例えば，ステンレスは炭素鋼よりも衝撃値は高いので脆性には強いのですが，同じ材料でも低温のときに衝撃値が低下するので，低温で使用する場合に問題視しています。 破壊じん性値とシャルピー衝撃値両者の相関関係について，私は判りません。比例関係にあるように思いますが，両者の相関関係について論文などを残念ながら見たことはありません。 「強度が高い材料」、「強さ（強い材料）」、「硬さ（硬い材料）」について，相対的にいえることであって，材料ごとどの材料だどの部類に属すると決まっているわけではありません。 参考ですが，引張強さと硬さには一定の関係があります。下記参照URLです。 http://www.unichemy.co.jp/GihouBackNm/htmVol32-2/gihou32-2.htm
破壊じん性値は，材料に切り欠がある場合の材料強度を表す指標です。切り欠があれば，材料強度は低下するのですが，延性材料（例えば金属材料）であれば，切り欠部が塑性変形しやすいので，破壊じん性値は高くなり，逆に脆性材料（例えばセラミックス）であれば，切り欠部が変形する前に破壊するので，破壊じん性値は低くなります。 シャルピー衝撃値は，材料の脆性強さを表す指標です。例えば，ステンレスは炭素鋼よりも衝撃値は高いので脆性には強いのですが，同じ材料でも低温のときに衝撃値が低下するので，低温で使用する場合に問題視しています。 破壊じん性値とシャルピー衝撃値両者の相関関係について，私は判りません。比例関係にあるように思いますが，両者の相関関係について論文などを残念ながら見たことはありません。 「強度が高い材料」、「強さ（強い材料）」、「硬さ（硬い材料）」について，相対的にいえることであって，材料ごとどの材料だどの部類に属すると決まっているわけではありません。 参考ですが，引張強さと硬さには一定の関係があります。下記参照URLです。 http://www.unichemy.co.jp/GihouBackNm/htmVol32-2/gihou32-2.htm
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