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[NRIMNews1967-10.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/157bf739-a20e-47e7-9222-508c744be5cb/download)

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吉村 浩

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[金材技研ニュース 1967 No.10](https://mdr.nims.go.jp/datasets/7e63f6a2-9309-4382-9d9f-c197802e2649)

## Fulltext

金材技研ニュース　1967　No.10七Φ一．ゼEoo一一0EωE0．oo］100．o0＝あ○蜆oo．］o－Eo一垣oo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］○工←　　　　　　　　　　　超　高　温　硬　宇宙開発用の高融点金属の高温特性を知るために最近アメリカでは超高温硬度計が試作されている。高測硬度の測定装置には従来2種類あり，1つは高温下で得たクポミを室温で測定するもの，他は高温下で直接測定するもので，アメリカで試作されているものは前者の型である。後者の型が望ましいのであるが，最高温度1，700．Cまでの超高温下で直接測定できる装置はこれまでになく，わずかにU．S．Stee1杜の研究所でクポミの深さを各温度で自動記録する装置の実現を計画しているにすぎない。なお最高温度が1，700Tに制限されるのは荷重装置の圧子材料サファイアの耐熱度によるもので従来広く用いられていたダイヤモソドはこのようた超高温下では使用できない。　そこで当所では全く新しいタイプの超高温硬度計の試作に成功した。写真に示したこの国産のピッカース式超高温硬度計は室温から1，700oCまでの硬度の高温下における直接測定が可能で試料は2，000．Cまで加熱でき，その間任意の温度で白動保持される。　この装置の特長はクポミの計測を試料白体の発光に左右されない走査型反射電子線像によっていることと試料が電子ビームで加熱されることにある。従来の光学測定法では1，000oC以上の高温にたると試料白体の発光によって像の明瞭度が失たわれてしまう。また光学顕微鏡では倍率の関係から対物レソズの作動距離を大きくとれないので加熱炉の表面近くに試料を置かざるを得ない。しか華．ノ　　　　ー一w金属材料技術研棄済：∴一度　測　定　装　置し走査型反射電子線像方式では作動距離を大きくとることができるので試料は加熱炉の中心部へ置くことが可能である。さらに高温下の硬度測定における重要な間題は圧子の予熱が十分行なえるかどうかである・不完全な予熱状態では試料と圧子との混度差によって正しい硬度を測定することは困難である。しかしこの新しい装置では試料を加熱炉の中心に置き，圧子軸を加熱炉の深くまでさL入れて試料と共に加熱できる。　この新しい装置は超高温硬度測定以外にも幾つかの利用価値を持っている。その走査型反射電子線像は室温でも1880oCの超高温下でも明瞭度が殆んど変らないので，試料の拡散状況たども連続的に知ることができる。また超高温までの組織変化やわずか数mgの材料の溶融凝固温度の測定も可能である。例えぽ3．8mgの白金の溶融凝固状態（溶融点1，770oC）が明瞭にブラウソ管上に映像される。高ひずみ速度における金属材料の変形挙動　金属材料カ塙速で変形するとき通常の瀞約変形にくらべてどのように違った挙動を示すかということが最近非常に関心を持たれてきている。この間魑は転位の運動の動1杓挙動とも関連して，転位論的にみても大変輿味深い。　通常の瀞白勺試験やそれに近い変形遼度の範囲では，一般に変形速度が大きくなると変形応力は」1二昇する。また変形速度が一定のもとでは，試験猟度が低下するとやはり変形応力が増加する。このような現象は，普通，転位が外部応力のもとで熱約励起の援けを受けたがら障害を乗り越えて行くという熱活性化理論によって説明されており，ひずみ速度の上昇は試験温度の低下と等価と考えられる。しかし，さらに高ひずみ速度にたると材料は果してどのような変形挙動を示すであろうか。　電磁部高純度金属研究室では高速加工に闘する総合研究の一瑛として棒の衝突を利用した高速変形装綴を用い，主として面心立方金属と棚密六方金属の多緕晶および単締1榊こついて高速変形の実験を重ねてきた・その結果を総合すると，多結脇や，最初から加］二硬化搬11線の第n段階や第皿段階の変形を示す単締品の変形応力のひずみ速度依存性は熱活性化理論でよく説明されるが，第I段階を示す雌締■昆1の変形応力はきわめて大きたひずみ速度依存性を示し，この現象は熱活性化理論では説明できない1窮が明らかにたった。図1は一例として亙匝鉛の底繭すべり応力のひずみ速度依存性を示したものである。図にみるように，ひずみ速度が10■1sec■1以下の低ひずみ速度頒域ではひずみ速度の」二昇による変形応力の増カl1lはわずかで，この範囲は熱活性化理論で十分説明できる。これに対して，ひずみ速度が10sec■1以上の高ひずみ遮度頒域ではひずみ遼度の上昇による変形応力の増加がきわめて大きく，しかも10語sec－1の高ひずみ速度では変形応力は温度の低下とともに減少する蜘旬のあることが認められる。同様の傾向はアルミニウムや銅の単結晶の第I段階の臨界せん断応力や変形応力についても認められた。このように高ひずみ速度のもとでは，静的変形に比較して変形応力のひずみ速度依存性が非常に大きく，瀞度lo’，1o一ふ㌔ぺ△OO■　　　　　ヂ　　　　▲oρ　10　　　　01，oゾ、、頚章沖」一lo山空＿⊥＿＿＿　C▲△　　　　　・・一・196岨C　噌lo皿1　0　　　　100 n　　　　4　　　　　せん1窃応力（凹、。・’皿耐一〕図玉　亜鉛の底繭すべり応カのひずみ速度依　羊弄性　（∂皿O，04）依存性は認められないか，また場合によっては逆の傾舳こあることは，はじめに述べたような熱活性化理論では説明されない。このような現象は，高速変形においては転位密度が十分小さいと運動転位が結晶格予の中を移動するときに受ける摩擦抵抗の影響が無視しえない像ど大きくなって変形を支配するからであると考えられる。　通常高速転位にはたらく摩擦抵貌は高周波の内郡摩擦法でミクロな立場から測定されている。以上述べたような高速変形の実験からは，このようた摩擦抵抗がいわぼマクロな立場から測定されるわけであるが，その結果はミクロな内榔摩擦法による測定結果とほぽ一致した値を与えることがわかった。すなわち，以」二の実験結果は，マクロな高速変形の実験も商速転位の動的な性質を調べる一手段として役立つこと，また逆に金属材料の高遼変形現象は高速転位の動的性質を考慮せねぼ完全には解釈できないことを示している。一　2クリープ受託試験の開始　金属材料技術研究所材料試験受託規程（科学技術庁訓令第69号）が1＝昭和42年7月至0臼付で定められ，これに基づいて同受託約款も定められたので，本年8月からクリーブ受託試験の受付を開始した。以下受託試験の概要を述べよう。　試験の種類　クリープ試験は日本工業規格「金属材料の引張りクリープ試験方法」（JIS　Z2271），クリープ破断試験はE1本工薬規格「金属材料の引張りクリープ破断試験方法」（JISZ2272）の規程に従って行なう。試験条件　試験片は図1，図2のとおり，試鹸機は単式クリープ試験機，荷重範鵬は38kg～5，000kg，試験温度は300oCをこえ1，000oC以下である。温度測定方法　比較法により検定された13％ロジウム自金一自金熱電対を試験片の標点距離の蘭端の2点に取りつけ，その熱起電力を数字式電圧計（許容養±1μγ）にょって1日王回（ただし，則曜，祭臼籍を除く）測定する。伸び測定方法　伸び計はダイヤルゲージ方式，ダイヤルゲージの冒盛は1臼1回（ただし，1引曜，祭日響を除く）読み取って記録する。試験の委託申講手続　試験を委託しようとする者は先ず，試験委託予倣申講書に必要遜1順を記載のうえ材料試験部業務課業務係に提胴し，同係において試験条件，期間及び手数料等について下打合せを行なう。その結果に基づき，試験委託申講警に必要葛1：項を記載のうえ，試験片を添えて同係へ提出する・委託手数料納入方法　当所の歳入徴収官（所長）が発行する納入皆如割こより日本銀行又はその代理店に払い込机試験開始　委託手数料の払い込みが確認された時に試験委託申請書が正式に受理されたこととし，試験を開始する。試験成績証明書　試験終了後は試鹸成績証明響を交付する。受託手数料表1，表2のとおりである。受託の現状　本年8月15日に開始し，現在までに試験委託予備申講善を受げつけたもの15杜，試験片本数は236本である。なお，これまでの試験委託予備申講には，試験槻度が1，000oC，試験時閥が王0，000時闘というような試験条件等があり，当初の予惣を越えるものがあった。（表21ま次貫の末）　　　　試験成績証閉欝複本交付等の手数料額　　　　　　　　　　　　　　　　　（1遜当り）言醐1資料が1枚を越えるときは，　1＝1γギ、上〆ド四み㌧㌃箒焦　　　　赴　　1屯、一ト、　　　　　1　　　　　一一　　　一一ヨO二幽一。．。…中　　・m’　ネジ部ノ加工総度ハJIS2級トシ，2級ノ限堺ネジゲージニヨリ検査合格シタモノトスル。　　　　区］1　クリーブ薫弐蟻養」十　ネジ織ノカ籟］二繍度ハJIS2級トシ，2級ノ限界ネジゲージニヨリ検査舎機シタモノトスル。　　　1妥12　クリーブ蚕度1断涛t蟻養月一クリープ試験庁舎の落成披露式　昭和39年度から建設を続けてきたクリープ試験庁舎は附帯施設の一部を残して落成したので昭和42年7月7日に盛大な落成披露式を挙行した。この日は幸に好天に恵まれ官庁，大学，国公立研究所，産業界，報道陣等の各界に亘る関係老約150名および当研究所関係職員が新築された庁舎の二階式場に参集し開式された。先づ橋本金属材料技術研究所長より新庁舎完成に尽された関係各位に対する謝辞および材料試験部の使命ならびに抱負について挨拶があり，次いで来賓の稲山日本鉄鋼連盟会長（代理）ならびに浅田クリープ試験技術研究組合理事長から，それぞれ祝意と激励の祝辞を頂いた。最後に当研究所の庁舎および試験研究設備の整備に寄与された真柄建設株式会杜他7杜に対し感謝状が贈呈されて厳粛のうちに式典を終了した。引き続いて参会老一同に新庁舎たらびに設置したクリープ試験機を見学して頂いた。この新庁舎は昭和39年度から着手し総工費約5億9千万円，内建物約2億5千万円，特高受変電，自家発電，空気調和施設等約3億4千万円の予算で一部附帯施設を残し昭和41年度末に完成したものである。また本庁舎内に整備されているクリーブ試験機は披露式当日で423台あり，これが昭和42年度末には810台，更に最終的には1，108台にする予定である。　この新庁舎，附帯施設およびクリープ試験設備の概要については既刊の金材技研ニュース通巻第100号に掲載されている如く数々の特色を有して落成披露に所長外関係者の案内で庁舎および設備を見学する来賓おり，予定どおり試験機の整備を終れぼ，世界最大規模のものになるであろうといわれている・　これらの施設，設備を使って既に昭和41年度から国産金属材料等のクリープデータシートの作成に必要な試験を開始L，さらに昭和42年度からは産業界等の委託に応じて金属材料等のクリープおよびクリープラプチャーについての受託試験業務を開始している。　この様に新Lいクリープ試験庁舎の完成は，わが国の国立機関における本格的た材料試験のこう矢であって，更に昭和43年度から3ケ年計画で整備開始予定の疲れ試験，昭和46年度より整備着手を予定している大型試験関係の施設，設備，人員等の完成と相倹って名実ともに世界一流の材料試験機関の実現に指向するものであり，今後の成果はわが国の産業界等に大きく寄与するものとして期待されている。（前頁より続く） 表2 受託手数料料金算出表料金の種類1 ク　リ　ー　プ試験 クリHプ破断試験基本料金 1，600円 1，300円■300．Cをこえ■600．Cをこえ60ぴC以下；800．C以下800．Cをこえユ，000丁以下　　　　　■300．Cをこえ600．Cをこえ800．C600丁以下　800丁以下　iユ・000℃時間当り料金 8円 ・門1・・円1　・門 8門 9円注この料金は，試験片1本当りのものです。　　　　　　　通巻第106号編集兼発行人吉村浩印　　刷　奥村印刷株式会杜　　　　　東京都千代田区西神田1－1－4発　行　所 科学技術庁金属材料技術研究所　東京都目黒区中目黒2丁目3番12号　　電話　目黒（712）3181（代表）