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[NRIMNews1965-09.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/0c72bf16-7031-4838-9018-bfc88f6f67ae/download)

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吉村 浩

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[材技研ニュース 1965 No.9](https://mdr.nims.go.jp/datasets/d7674db1-a541-4cb1-bc77-1a75fa94868e)

## Fulltext

材技研ニュース　1965　No.9七〇一．ゼEoo．一〇E眈Eo一垣O］1oo－o0＝あ○蜆oo一］o－Eo－ooo］’oo’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈ωEo．但≧聖三…ω…Z－ooω］0f←， 1．・’　　　．・．〒榊金属材粁技術研卑所1　　　　　　　　　　　特殊から一般へ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　特殊金属材料研究部長理樽坂田民雄　AがBを変ったやつと思っているときには，B　　対象となっている。　　　＝……∵凹一1・1・一’・・　’1もAを変ったやつだと感じているであろう。Aと　　　かくして，はじめはこBが互いに敬遼し分極してしまえぱ，そこからは　　とごとく金属理論をお手何等の進歩も生れない。AとBが互いに補い合う　　本にして発展した半導体とき，それらがいづれもCの両極端に過ぎなかっ　　の研究から，逆に現在でたとして統一され逃歩が生じる。ここで私は人1間　　は金属学を姓かにする幾関係のことを話しているのではない。Aは金属，　　多の重要な知見が得らBは絶縁物でCは半導体であると想定している。　　れ，金属，半導体および　周知のように，金属はむかしから、われわれの　　絶縁体の研究が，互いに他を補足しあいながら固日常生活に直接結びついたなじみ深い材料であ　　体論を発展させている。る。冶金学や金属工学は金属の技術的応」T」を広く　　　このようにして，現在の時点で特殊材料と、思、わ開拓して来た。このような碓乎とした披術的基礎　　れているものにこそ，普逓の材料では露顕していがあったので，金属はまた．固体物理の恰好の研　　ない新しい知見が見出され，その知識にもとずい究対象となって金属学は着実に進歩した。それ　　て材料一般の遮歩がもたらされるという可能性がで，Wi1ron－Sommerfe1dが金胴の最子論を体系　　期待される。その結果，今まで普通の材料に過ぎずけた当時，半導体は金属の特別な場合として分　　たかったものから特殊材料が導かれ，逆に今まで類され，云わぼ金属から見て変ったやっであった　　特殊材料として収扱われていたものが，もはやあわけである。　　　　　　　　　　　　　　　　　　たりまえの材料になってしまう。　およそ材料の基礎研究は，披術的応用との結ぴ　　　私は学生のころ，尊牧する一人の先輩から「学つきが密接でない隈り，正常な発展をとげたい。　　問をやるたら特殊から一般に向わなけれぼいけな固体物理の対象としての半導体の研究が，はじめ　　い」という意味のことを逝学の途上で閉かされたおそかったのも，材料披術の逃歩が伴わなかった　　ことグあるO当時このことが何を恋昧しているのことによっている。　　　　　　　　　　　　　　かさっぽりわからないでいたが，何となく印象的　金胴材料の精蚊披術が著しく発達し，ゾーソメ　　で，いつも頭の片すみに残っていた言葉であっルチング法が発1州されるにおよんで，半尊休に関　　た。その後二十数年維った今日このごろ、ようやする皿要な突験一峡がつぎづぎに州拓され，現在　　くこの含蓄ある言典の意義が，おぽろげながら理では半噂体も金属と並んで固体物理の中心的研究　　解されてきたような気がする。X線　応　力　多緒舳金属材料の表而に特定波長のX線束を照射すると，その部分の緒品の倍子而問隔により定まる特定方向を中心に分布した阿折X線が現われるoもしその部分の納品に応力がf乍川していて，楮子而間隔に変化を生じていたとすれぽ，それは固折X隷の方向の変化となって現われるから，これを測定して材料中に生じている応力を非破壌的に知ることができる。このようなX線的応力汲11定は以前から試みられていたが，方法の繁雑なことや，精度の悪いことなどから一般に用いられなかった。最近，装置の進歩と測定法の改良により，比較的榊浜な榊乍で応力を測定できる装置がf乍られるようになった。本研究所では特に金属材料の疲労の研究に用いる目的で理学電駿製のX線式応．力測走装置を設置1した。　本装置は基本的には背而反射型X線回折装置と同じもので，ソーラースリヅトを遜して平行ピームとした特性X線を材料に照射し，回折X線を再ぴソーラースリットを逝してガイガ計数管により検出し，自動記録するようにしたものである。そして材料中に作用している応力は．試料而に対して異った角度からX線を照射したときに記録されるそれぞれの回折強度分布醐線の位置のズレから簡単な計算で求められる。　このように平行ピームX線を用いることは．X線の強度や分解能などの点で不利ではあるが、ゴニオメータと試料問の幾何光学的な位置決めを精密にしなくてもよい点で有利であり，このために表両に多少の凹凸がある試料についても測定が可能である。さらに本装置では，写真に見られるように，高圧トラソスと冷坤水循環槽を乗せた架台車の支柱に，回転，仲縮できる腕をとりつけ，その先端にゴニオメータを設けているので、随時移動して大型材料や構造物などの測定を行なうことができ，特に現場での作業に適している。　同装置の主た仕様を以下に示す。また図は抵抗線歪計で測定した応力と，X線的に測定した応力の対応をみたもので，良い一致が示・されている。　ゴニオメータ　光学系は平行ピーム式X線1111折　　　　　　　　走査半径　　　200mm測　定　装　置写其　X線応力測定枇’i泄30S15C舳1一’ズE目片付ち川1げ＼団 Cr－Kα1舳芭 20 Sin！ψ法只j凸一μ」拙｝且」常 10）×0一10 o ！0 20 30孤抗糾窄言’1’で川11つヨ三した応力（㎏／冊m！）一10図　抵抗線歪計で湖■」定した応力とX線で測定した応　力の比較　　　　　　　走査角度　　　146。～165oX線管球　philips娘密封式　　　　　　　　　　　　　　short　anode互μ　　　　　　　対陰極　　　　Cr，Co．Cu　　　　　　　冷却水循環装冊附属X線電源レートメータ架台調節範閉デパイカメラ（附属品）最大出力　　　40KV，20mAカウントレソヂ　　　　　　　50～1000c／s時定数　　　　0．5～16sec自動記録示1’1附属肩ミ」ニカ・ら　　　　　　400～1050n1n〕水平方向　　　0～480mmヲコ　メ　ラ．’1｛f吊　　　　80nl111ピソホールコリメータO．5，1ψ溶接残留応力　鋼板は溶接施コニに1察して，・必然的に加熱一冷却の激しい溶接熱サイクルを受ける。この温度分布は位附によって異なり，そのために生ずる熱膨脹維によって大きな熱応力が允坐するoこの応力は菖蓬楕しまて1冷共1’l　f菱廿こも菱父り，　いヨっ内）る～容｛妾残孫仰ζプコとなるoこの残留応力は溶按継手部の諦セk質に駆々の膨辮をおよぽすため，逝常溶披施工後に応力除去雛な童し処理を行なっている。　溶艦残留応力除去焼なましの適正た条件を選定するには材料の応力弛緩特性を利川するのが有効である。応力弛緩試験は引張方式とねじり方式とが考えられる。溶艦残榊応力除去焼なまし処理の場禽，所定の概度に到達するまでにかなりの応力が除去されることが予想される。このため適工1．三な・焼なまし処理条件を碓立するには，加熱途」二における応力弛緩特性，すなわち，加熱槻度に対する残留応力の変化二鑓二を十分に検討する必要がある。加熱途上の特ゼ1三を求めるに際して，加熱の際熱！膨脹により試験片の長さが絶えず変化するので、これを補正する必要がある。これには引張方式に一比してねじり方式のプテが有利である・しかし測定される応力は引張方式の亟≡随応力に対してねじり方式はせん断応プ．〕で．あり，これを並直応力換算しなけれぽならない不利な点もある。川ウキーア　本装概は上記両方式のうち，ねじり方式によるもので主な仕様は次のとおりであるo　（王〕椴大ねじ与）モーメソト；ユ5kg＿m　（2）澱小感度；O，1kg－m以下　（3）　蝦高加熱亨駁度；900oC　（4）加熱方武；プログラム方式で槻度舳線を任　　　　　　　　　　意に制定し得る。　15）記　録；2ペソ記鍬計により帆度およびね　　　　　　　　　じりモーメソトの変化』琶：を剛時に　　　　　　　　記録し得るo　関は本装鮒の概脇図である。まず試験片に初典月ねじり応力を興えたのち加熱する。加熱閉始と岡．時に時間縦過に対する温度およびねじりモーメソトの変化を2ペソ紀鍬言1・に記鍬すろo榊11＾方の一台班は加熱によって坐ずる’試験片の珂軸1方1fl］の仰び変化量測定装置を自11iにする役蟹をする。ねじりモーメソトは図巾右方のレバー」二の重錘が移動した場・禽の重錘の位1榊こよって測定する。すなわち，加熱に、kって．1べ鮫片はクリープして初螂のねじり仙を変化しようとする。すなオ）ち，レバーは下方にさがろうとするoこの時レバー先端のマイクロスイッ。チでサーポそ一タを作川させ，これで1砺：錘をレパー文、点方舳こクリープした釧こ一釣禽うまで移動する。このようにして，試験巾は初畑のねじり角，すたわちレバーの位眼士を一定にした場合の時閉締過に対する諏：錘の移’醐撹を汲1淀記銀する。この’唖：錘の移鋤二艦より応力の変化三’竃＝を蜘．1＝1する。　木装概をj」r1いて，砥々の鋼材について応力弛緩特性を求め，溶接残留応力除去焼なまし処理のための最適条件を選定することが’可能である。’1ら防・　　　　　〃〃〃「　　　　／■　　／伽1榊i3㌔レパー一一1R　垂i硅lj㍗一吋ノー　　　　　　　　　fllli　　　　ロフ、イ・ソチ淡　i鮒　の　概11略1菜1◇短信◇　海外幽張○金属化学研究部脇三研究窒川瀬晃按官はテリゾナ大学に1年閥留学のため8月27日米禺向け雅った。　帰　朝；’○電気磁気材料研究部第一研究室鈴木敏之披官はミネソタ大学に1年1’ト1≡榊学中のところ，7月31目に帰国したo　　　　　　　　　　　　　今　　　　　・r　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1ゲ　　　　　　　　　　　　　人　　　　　　　　　　　　　，γ…1材料試験都の莱務鴉＾…伽竈霊・・閉…し＿クリ 一プテータシー トについて…　属産材料の性能に関するデータを求めるための材料試験や受託材料試験，およびそれらに闘連のある応川研究，ならびに1ぶ1内外の資料父献などの収集，分類、保衡や披術棚淡などを行なう材料試験所の挫設を目標に，l1臼和39年4月に材料試験所準鮒窒と斉うことで，定負3名で発足したが，今年の4月には次のステップとして，材料試験部と名税｛が変ったoこれは業務諜と…武験課の二課をもって推成し，定員も10名増貴された。　昭和40年度の予算による建築関係はすでに着工され，一方クリープ試駿機も発注され来年の3月までには予定通り整倣1し，4月からはこれによって試験莱務が一部粥始できる様，計画どうり着々と遊行しているo　来年度のクリーブ試験の計画は目下糖密に立案中であるが，これについて概要を述べよう。　閑和虹年度は，クリープ試験機の整術台数も約200台と少なく，かつ，建物は増築工楽中でもあり，2万ボルトの特高受電工熟も行うので，工離停電や振動の膨響を多く受げると、思われる。したがって，受託試験は行わず，クリーブデータシートの作成のための試鮫一それも試蜘1寺側3，OOO～5，O00時脚程度までの比較的短い時閥のクリープ破断試験一を行ない，42年度より，木格的な長時間試験を1州始したいと副1画しているO　そこでまず1；一脳に一なるのは，“どんな材料について”“どんなデータを”“どのようにして”求めるかということである。　幸にして，来年度より緊急に潜手すべき材料としては，日本鉄鋼脇会クリープ委負会より要望があったので，それを参考に，前記の外的諸条件を考え合わせて，ポイラおよびタービソ1Tlの材料を中心に，！4鋼砥を逃び，設計」二または使州上もっとも必要な1混度あるいは2混度について試験を行なう予定である。　これらの材料について，“どんなデ｝タを”求めるかについては，沓材料ごとに検討を婆する閉魍であるが．火力発馴Tlポイラやターピンを対象とした材料なので，時問としては3万時間から5万時間以上，！0万時闘程度のクリーブ破断強さは求めるO力のかかり方としては，ロータ材や翼材については，引張りクリープの他切久ぎクリープを，管材については内圧クリーブを計画している。　さて，次に“どのようにして求めるか？”である。先ず洲蜘こなるのは，試験材のサソブリソグ’方法や試験の手順である。すなわち，クリーブデータシートを活用する立場からすれぼ，この試験のために特舳こ捜造された材料についてのデーターではたく，実際に版売され，使用されている材料を対蜘こすべきであるが，管材やロータ材や翼材などどのようにするか，また，どの捜造者より，どのようにして，どのくらいの資料（独立した）を採収し，かつ，どの資料について，どの樫度の試験時閥の試験を実施するかなど大きな問魁となるが，いろいろと関係者と脇雛し，各材料ごとにそれぞれ決めて行ぎたいと．慨っている。　そして一つのモデノレケースとしては，3製造者よりそれぞれ別々に4チャージづつ資料を採収し，計12チャージの資料につき3．0001晦渕程度までのクリープ破断試験を行たい，その12チャージの中から6チャージを選んで次の王0，000時間および30，000i榊圭jの試験を行い，更に6チャージの中から3チャージを選んで50．0001時間以上の試験を行なうというプフ法を考えているが，統計的な爽駄苧11繭法の立場で砥々検討し，爽際に役に立つデータシートを作ろうと、IJ、っているo　　　　　　　（苅巻鮒8崎）総映刻淡行人　吉　　村　　　洛11I」　　舳j奥村印刷株式会杜　　　　　　東京郁千代胴区西仰旧1の10発竹所科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　　東京舳ヨJ1枢111・1…1黒2丁目300播地　　　　　　　　　　　泄誘遣牒（7ユ2）3王8ユ（代爽〉4　一