金属材料と合金

焼なました銅の塑性域での真応力σと真ひずみεの関係が σ = Kεⁿ で表され、K = 530 MPa、n = 0.44 とする。真ひずみ0.10のときの真応力はどれに最も近いか。

  1. A約53 MPa
  2. B約1460 MPa
  3. C約192 MPa
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正解:C. 約192 MPa

σ = 530 × 0.10^0.44 です。0.10^0.44 = 10^(−0.44) ≈ 0.363 なので、σ ≈ 530 × 0.363 ≈ 192 MPa になります。約53 MPaは指数を忘れて K × ε = 530 × 0.10 とした誤りです。約1460 MPaはひずみを百分率の10のまま代入した誤り(530 × 10^0.44)で、強度係数Kより大きくなっている点からもおかしいとわかります。nは加工硬化指数と呼ばれ、値が大きいほど変形に伴って強くなりやすく、くびれが始まるまでの一様伸びが大きくなります。体積一定のもとでは、くびれは真ひずみがnに等しくなったところで始まる(この例では0.44)と見積もれます。FCCの銅やオーステナイト系ステンレス鋼はnが大きい代表例です。

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