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温度の影響  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、金属の性質に及ぼす温度の影響について述べます。


■ 温度の影響について

 金属材料に及ぼす低温の影響は、一般にその強さや硬さ、弾性係数を増大すること

になりますが、一方で材料がもろくなる傾向を生ます。このようなぜい化傾向は、

特に低炭素鋼や低合金鋼の場合に顕著になります。したがって、機械部品が低温

状態で衝撃荷重を受ける場合には、低炭素鋼や低合金鋼を用いることは避ける必要が

あります。しかし、ニッケルを多量に含む鋼は、-180℃以下の温度でも十分な

耐衝撃特性をもってます。


 次に金属材料に高温の影響は、一般にその強さやこわさをかなり低下させます。

そして、ある機械部品が一定荷重を受けているような場合には、その変形は時間が

経過するにつれて増加する傾向を示します。このような現象をクリープと呼びます。

しかし室温の場合には、時聞がたとえ年単位で測定されたとしても、クリープ現象

は実際上発生することはありません。温度が摂氏数百度程度になると、クリープ

変形は重要な問題になってきます。



 次に、ある機械部品が一定の変形を生ずるようにして用いられ(2つの物体を互い

に結合するために用いられたボルトのように)、しかも高温をうけるような場合には、

時間の経過とともに初期荷重が減少する傾向が生じます。このような現象は弛緩現象

と言われます。温度の上昇に伴う材料の強度の減少と、温度の増大と時間の経過に

伴うクリープ現象と弛緩現象の増大のために、使用材料の選択については、十分な

注意が必要です。マーシーは、圧力容器の設計規格の温度毎の強度を利用しました。

もちろん、安全率については製品の使用状況についてよく検討してどこまで使用可能か

を検討する必要があります。また、クリープ直下の温度になると、材料の酸化現象や

そう熱膨張についてもよく検討する必要があります。


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