Jul 26, 2024 伝言を残す

延性-脆性遷移温度

金属の延性脆性遷移温度(DBTT)、無延性温度(NDT)、または無延性遷移温度は、破壊エネルギーが所定の値(鋼の場合、標準温度で通常40 J)を下回る温度です。シャルピー衝撃試験DBTT が重要なのは、材料が DBTT 以下に冷却されると、衝撃を受けて曲がったり変形したりするのではなく、粉砕される傾向がはるかに高くなるためです。たとえば、ザマック3室温では良好な延性を示しますが、氷点下で衝撃を受けると粉砕します。DBTTは、機械的ストレスを受ける材料を選択する際に非常に重要な考慮事項です。同様の現象として、ガラス転移温度ガラスやポリマーでも同様の現象が発生しますが、これらの非晶質材料ではメカニズムが異なります。

材料によっては、遷移が他の材料よりも急激であり、典型的には温度に敏感な変形機構を必要とする。例えば、体心立方(bcc)格子では、DBTTはスクリューの動きとして容易に明らかになる。脱臼転位核の再配置には熱活性化が必要なため、非常に温度に敏感である。これはフェライト含有量の多い鋼では問題となる可能性がある。これは深刻な結果をもたらすことで有名である。リバティ船の船体割れ寒い海域では第二次世界大戦、多くの沈没を引き起こします。DBTTは、次のような外部要因によっても影響を受ける可能性があります。中性子放射線、内部の増加につながる格子欠陥延性の低下と DBTT の増加が伴います。

材料のDBTTを測定する最も正確な方法は、破壊試験です。通常、4点曲げ試験研磨された材料の予めひび割れた棒に対して、さまざまな温度で試験が行われます。

高温で実験を行うと、転位の活動が増加します。ある温度では、転位が亀裂先端を遮蔽する程度が大きくなり、適用された変形速度では亀裂先端の応力強度が破壊の臨界値 (KiC) に達するのに十分ではありません。これが起こる温度が延性-脆性遷移温度です。より高いひずみ速度で実験を行うと、脆性破壊を防ぐためにより多くの転位遮蔽が必要になり、遷移温度が上昇します。

 

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