機械的性質と破壊

低温で延性から脆性への遷移(延性脆性遷移)がはっきり現れる材料はどれか。

  1. Aオーステナイト系ステンレス鋼(FCC)
  2. Bアルミニウム合金(FCC)
  3. Cフェライト系の炭素鋼(BCC)
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正解:C. フェライト系の炭素鋼(BCC)

BCC金属では、転位を動かすのに必要な応力(パイエルス応力)が温度の低下とともに急に大きくなるため、低温では降伏する前にへき開破壊が起こり、シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーがある温度域で急に下がります。これが延性脆性遷移で、フェライト系の炭素鋼が代表例です。FCCのオーステナイト系ステンレス鋼やアルミニウム合金はすべり系が多く、低温でも転位が動きやすいため、はっきりした遷移を示さず、液化ガスのタンクなどの低温用途に使われます。遷移温度は結晶粒の微細化で下がり、中性子照射などで上がります。

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