材料破壊の基礎から応用―信頼性の高い材料の開発・利用にむけて

材料の破壊研究の歴史は長く、実用構造材料の設計・評価および構造物の設計・安全性評価に貢献してきた。最近は材料破壊の研究に新しいアプローチも模索されている。
本セミナーでは、ミクロ・メゾ観点からの材料破壊の転位論的解釈、分子動力学によるアプローチ、材料因子の影響、マクロ的観点からの破壊力学、材料の信頼性評価・寿命予測、事故解析などの破壊現象とその評価法の講演と議論を通して、基礎から応用にわたる最新の材料破壊研究を理解し、今後の高信頼性材料の開発・利用への展開につなげたい。

いろいろな破壊形態の統一的理解　　（南雲道彦）

破壊現象は温度や環境、負荷などのいろいろな条件下で、いろいろな形態で起きる。これらが別々な機構なのか、あるいは共通的な要素があるのか。材料の強化手法や組織はこれにどのように関与するのか。本講では鉄鋼を主な対象にして、最近の研究をもとにミクロな破壊過程からみた靭性の支配機構について述べる。

ミクロ、メゾ的観点からみた破壊現象　　（東田賢二）

き裂先端近傍で増殖された転位は、いわゆる転位遮蔽効果を通して破壊靭性値に大きな変化をもたらす。本セミナーでは、この転位遮蔽効果を中心に、材料の靭性に及ぼす格子欠陥の影響について概説する。また、き裂先端近傍の転位生成・増殖過程の超高圧電顕観察結果や、その破壊靭性値への寄与に関する研究結果についても紹介する。

破壊に及ぼす材料因子―主として材料の結晶粒の影響　　（高木節雄）

結晶粒微細化は、強化と同時に靭性をも改善する唯一の材料強化手段であり、鉄の結晶粒が1ミクロン程度にまで微細化されると、延性／脆性遷移温度が液体窒素温度以下にまで低下する事実も確認されている。本セミナーでは、金属材料の延性／脆性遷移に及ぼす材料強度や結晶粒径の影響などを転位論に基づいて解説する。

破壊のメカニズム、プロセスと寿命予測　　（小林英男）

材料破壊の研究の適用は、機器の寿命の予測につきる。実機の破壊は、複数のメカニズムの競合の結果であり、メカニズムだけではなく、プロセスを評価する必要がある。破壊のメカニズム、プロセスと寿命の支配因子を取上げ、寿命予測の指針を示す。設計時ばかりでなく、供用期間中にも寿命予測を行う必要がある。

環境助長破壊　　（江原隆一郎）

機械や構造物部材の環境助長破壊挙動の解明や評価は使用環境の苛酷化、高強度材料の使用および限界設計手法の適用等のために最近益々重視されている。本講では、先ず、材料の環境助長破壊について概説する。その後、各種の環境助長破壊の中で特に応力腐食割れ、水素脆化、腐食疲労について破壊のメカニズムやき裂の特徴について解説する。

先端材料の破壊　　（小林俊郎）

先端材料の多くは脆性である。この脆性を克服するには、まずその破壊機構を解明して理解しておくことが大切である。Ａｌ－Ｌｉ合金、Ti合金、金属間化合物、ADI鋳鉄、セラミックス、高分子材料、複合材料等の破壊の特徴やトッピクスについて総括的に紹介する。

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