破壊力学と疲労

破断面を走査電子顕微鏡で観察したときの特徴と、破壊の種類の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. A多数の小さなくぼみ(ディンプル)に覆われた破面は、ボイドの発生と合体による延性破壊を示す
  2. B平らな結晶面に沿って割れ、リバーパターンが見られる破面は、大きな塑性変形を伴う延性破壊を示す
  3. C結晶粒の形がそのまま浮き出て見える破面は、粒内を割れて進んだ脆いへき開破壊(粒内破壊)を示す
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正解:A. 多数の小さなくぼみ(ディンプル)に覆われた破面は、ボイドの発生と合体による延性破壊を示す

延性破壊では、介在物や析出物のまわりにボイドができ、それが成長して合体するので、破面は多数のくぼみ(ディンプル)で覆われます。へき開破壊は特定の結晶面に沿って粒内を割れる脆性破壊で、破面は平らになり、段差が川の流れのように合流するリバーパターンが見られます。これを延性破壊とするのは逆です。結晶粒の形が石を積んだように浮き出る破面は、粒界に沿って割れた粒界破壊で、焼戻し脆性や水素脆化、粒界への析出などで起こります。破面の観察(フラクトグラフィ)は、事故の原因を調べる破損解析の基本です。

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