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遷移温度  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、鋼材の遷移温度について書きます。


■シャルピー衝撃試験による破断面

 ぜい性破壊に関連する鋼の切欠きじん性の最も簡便な評価方法は、

Vシャルピー衝撃試験です。試験片をシャルピー衝撃試験で破断した

ときの吸収エネルギーvEは、試験温度にたいして低温の低い値から

高温の高い値に急激に変化します。これを遷移曲線といいます。

 シャルピー衝撃試験片の破断面は、低温では変形の少ないぜい性破面

(銀白色のへき開破面)を、高温では変形の大きいねずみ色の延性破面

(せん断型破面)になります。中間の温度では、ぜい性と延性の両破面が

混在してあらわれます。


■遷移温度

 全破面のうちに占めるせん断型破面の面積百分率を延性破面率といい、

逆にへき開型破面の面積百分率をへき開型といいます。このせん断破面率

が100%となる吸収エネルギーをアッパーシェルフエネルギー(上部棚

エネルギー)vEshelfといいます。

吸収エネルギー、せん断破面率とも、比較的狭い温度域で延性から脆性に

遷移します。この代表温度を遷移温度といいます。この遷移温度は、じん性

評価の尺度として重要です。

 遷移温度の考え方として、吸収エネルギーがシェルフエネルギーの1/2

の値になる温度をエネルギー遷移温度(VE)、延性破面率が50%

(ぜい性破面率も50%)になる温度を破面遷移温度(VS)の2種類が

あります。実験では両者ともほぼ同じ値になるとの事です。


■切欠きぜい性の評価

 切欠きぜい性の評価は、適当な試験温度を定めて行います。例えば、0℃、

-20℃、-40℃における吸収エネルギー(大きいほど良い評価)、または

遷移温度(低いほど良い)で評価します。


■実際の構造物との比較

 実際の大型建造物でも、種々の温度で破壊試験を行ったとすると、

破壊までの吸収エネルギーは、低温の小さい値から高温の大きい値へと

遷移現象を示します。遷移温度以上ではぜい性破壊は起こらないと考えられます。

 この遷移温度はVシャルピー衝撃試験の遷移温度とは必ずしも一致しませんが

Vシャルピー衝撃試験の切欠きじん性から、構造物の安全性を推定する色々な

方法が提案されています。








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テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

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