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[NRIMNews1971-01.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/dba3a9f3-3997-4230-8132-8402d871c5a3/download)

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佐々木 武

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[金材技研ニュース 1971 No.1](https://mdr.nims.go.jp/datasets/35d59124-0596-455b-8f52-5f6df047c3e0)

## Fulltext

金材技研ニュース　1971　No.1i〇一、ゼE①o一一〇＝蜆⊂○箏○コーooo－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←新年のごあいさつ　　　　　　　　　　　　　所長理博河田和美　ユ971年の年頭に当り謹んで新年のごあいさつを申しあげる。お陰をもって昨年は当研究所の業績に対し科学技術庁の長官賞をはじめとし，日本鉄鋼協会，日本金属学会，軽金属学会から各種の表彰を合計9件頂き，一方所員の発明による特許は実用化されたもの2件，また新技術開発事業団を通して開発中のもの3件に及んだ。これは，私共が創立以来15年間行なってきた研究がようやく少しづつ実ってきてわが国の産業のためにお役にたってきたものと考えられる。　当研究所の業務は材料の基礎研究とLて，（1〕金属の物理および化学。材質研究とLて，（2〕材質の向上と新材料の開発。（3附料の強さ。製錬，加工技術の研究として（4傲および非鉄製錬，（5〕加工冶金の5つの分野がある。　まず第一に，金属の物性論や物理化学などの基礎的な学間によって材料技術の進歩が支えられてきたことは明らかであって，格子欠陥の研究，金属・合金の電子構造に関する研究や高温化学，表面化学たどに関する研究を推進している。　原子力産業，宇宙開発，海洋開発，情報産業など種々の新産業が盛んとなり，それに伴なって材質の向上あるいは新しい材料の必要性が高まってきている。そこで第二の材質の向上と新材料に関する分野では，特別研究として高融点金属・合金の研究や超強力鋼の研究，原子炉用の材料としてジルコニウム合金やバナジウム合金の研究，電気関係の材料として超伝導材料の研究やカルコゲソクロマイ　トの研究，また各種の複合材料の研究等が行なわれている。　材料の強さに関する正確なデータがあることは機械・構造物の安全性を確保する上に極めて大切たことである。そこでクリープに関する研究設備についで，目召和必年度からは疲れに関する研究設備の整備に着手し，ここ一而年の問に完成させようとしている。なお，塑性や脆性に関する研究設備も次第にととのえようと考えている。　製錬・加工技術は直接化・連続化・白動化の方向に進み，こういった面についての基礎的，応用的な研究が重要とたってきた。製錬関係の研究としては述続製鋼に関する研究，粉鉱石のガス遠元に関する研究等が行なわれ，一方加工部門としては噴霧法による金属粉末に関する研究，片面溶接法の研究等が行たわれ，また近く水1一ト1での溶接法の研究に着手しようとしている。　新しい年のはじめに当り，われわれ所員一同は一層の奮起をいたし，一方学界・産業界の皆様の絶大な御支援・御脇力をお願いする。溶接構造用圧延鋼材の疲れ　溶接構造用圧延鋼材は近年広く構造周材料として使用されており，その疲れ特性は機械構造物の設計には欠くことのできない重要な基礎資料であって，すでに多くの研究者によりかたりいろいろの角度から研究がたされている。しかし，それにもかかわらず，これらの鋼材およびその溶接継手の疲れ特性について未解決の研究課魑が山稜しているのは，鋼材および溶接継手の冶金学的間趨，溶接法，溶接欠陥および形状等の多様性の問魑，たらびに試験環境を含めた試験法の閉魎など非常に複雑た現象の組合さった困予が疲れ特性に影響しているためと考えられ，このような間魑の解決には蝋純な個々の研究の稜み重ねではなく，綜合的に計画された長期にわたる研究計魑のもとに研究を遊めていく必要があると考えられる。もちろん綜合的に研究を進めると云っても研究考および試験設倣にはおのずから限界がある。疲れ第2試験室では疲れ試験の条件を主として両振り引張圧縮と疲れ隈度付近の2Xユ08同位の高繰返し1〕：11数の長時間疲れ試験の範鮒こしぽって，J　I　S，WES規格等の商張力鋼の母材および溶接継手の疲れ試験を計画しているが，現在SM50C材の疲れ試験を行なっている。　図に母材および溶接継手の疲れ試験片を示す。母材の試験片は6m㎜の板材から圧延方舳こ平行に採ったもので，llト映舳こ35mmRの切欠き（応力集11i・1係数ユ・2）を有する黒皮付きのものであ　　　　　　　　　　　　　．1式」験j、’形秋　　　　　　　　　　　　　　　　　　6　　　　　　　叫一一　～’j4」4030逃し応　20力｛一罧＾“〕工o　o　　1X1Oヨ　　　　1X　lO冒　　　　　　　王X　lO宜　　　　　　　1×10官　　　　　破1斬までの繰返しlll1数，N（illl）1雲i　SM5CCの鰯材および突き禽せ溶按継季の疲れ斑廠（爾振弓1張江縮）る。突き含せ溶接継手の試験片はアーク溶接で突き合せ両面溶接を行なった後，X線で検査し無欠陥のもののみを使って余盛り付きのまま試験を行なった。疲れ試験はパイブロフォァ型試験機によって百i1百振り引張圧縮で行なった。　図は母材および継手のS－N閉1線を示す。　母材および継手の疲れ隈度はそれぞれ22kg／mm2および12kg／mm2で，継手の疲れ隈度は母材より10kg／mnユ2低い。疲れ隈度以上の応力のS－N舳線の傾斜淵1分の鮫斜角は母材が一5．7，継手が一7．5であった。継手の場禽，疲れきれつは内部に潜在的た欠陥がある場倫を除いては，余盛の終端梛より発生しているが，きれつの進入角度は試験片の荷重鰍に対して52。～75。で，0．1～1mm成長した後，徐々に荷重軸に対して垂直方舳こ変る。きれつの遮入角度は試験荷重の鰻大功断応力が余盛りの形状によって生ずる応力集巾によってモディファイされた方向とほぽ一致する（表）ようであるが，きれつ発生よりきれつの方向が荷重軸に簸1直な方1約になるまでのきれつの長さは母材の場禽に比べて非常に長くなっている。　この実験と平行して2xユ0島同の繰返し荷重に対する疲れ眼度をステァケース法によって求める突験を行なって，母材と継手の試験片の疲れ隈度付近の応力での荷重繰返L数に対する一種の破壊確薙の梢逮の検討を行なっているが，現在までの実験では以ヨらかた有意差はたい。表絆拝のきれつ逃入チ自度と撮大事蜥応力方1旬一2鋼の疲れと非金属介在物　近年，塑性設計の進歩にともない材料の軽量化と高度の性能が要求され，それとともに，鋼に存在する欠陥の一つとしての介在物の役割が非常に重要視されている。鋼の機械的性質特に疲れ性質に対しては，一般に介在物は悪い影響を与えるとされているが，現在の製鉄，製鋼技術をみるとこれら介在物をまったく除去することはできない。これらの点を考え合せ，鋼の疲れ性質と介在物との関係を系統的に調べ，その影響度合をより明確に評価することが非常に重要なことである。　鉄鋼材料研究部鉄鋼第二研究室では，介在物が繰返応力下でどのような挙動をするかについて数年来調べてきた。一方，鍋の疲れ性質に影響をおよぼすと考えられる因子として，例えぽ結晶粒の大きさ，残存すべり帯，炭化物たどの析出物などがあげられ，それらから介在物だけの影響を切りはなして考察することはむずかしい。そこで，まずf1）介在物の大きさや形状など介在物白体に関する問題と（2〕基地鉄の性質に関する間題とに分けて実験，考察を行なった。前者においては，鉄粉と酸化物を粉末冶金の手法によって混合，成形することにより試料を作製，後者においては，種々の条件で溶製した極軟鋼を基本材とし，それに浸炭および熱処埋を施すことにより基地鉄の性質を変えた試料を作り，鍋の繰返応力下での疲れ割れの発生および伝播と介在物の関係を調らべ，疲れ破而の状況などからも考察を進めている。　繰返応力下で割れが発生する際，塑性変形が先行する。すなわち，局所的に結晶格子ひずみを生　　　　　　　耐久限低下卒，W＝％〕4020O　　O，05　　　　0．1O　　　　O．15　　　　　加」］i亜化係放，n図　耐久隈低下率と加工硬化係数の関係○筥1L系ム73L系’　　　　　・7ヨT〒、O　　　O，05　　　　　　　0．1O　　　　　　　O．じ，それカミある隈界に達するとそこから割れが発’生する。しかし，そのためにはある大きさの容積を必要とする。介在物が存在すると，応力集中の結果，他の個所にくらべて塑性変形が早く起り，破壊に到るまでに吸収可能たエネルギが低く，早くエネルギ隈界量に達する。もL，そのエネルギの解放がむずかしい場合には，介在物から割れが発生し，介在物は疲れに対して悪い影響をおよぽすことになる。介在物周辺で転位密度が高くなり，加工硬化が進行し，かつ強さレベルが上昇するような材料では，介在物は疲れに対Lてあまり影響しないと考えられる。言いかえると，微視的領域における加工硬化能は介在物の疲れへの影響を支配する一因子とたる。　図は，FeO系介在物を含有する試料（81L系），シリケート系介在物を含有し，圧延方向に平行にとった試料（73L系）および圧延方向に直角方向にとった試料（73丁系）について，おのおの介在物を含まない基本材と比較した場合の耐久隈の低下率（W）と，浸炭熱処理によって基地鉄の組織をかえた際にσ＝Kε・で定義される加工硬化係数nとの関係をもとめた結果である。この直線的関係から，介在物の鋼の耐久限への影響度合を加工硬化係数で整理することができると考えられる。上記結果は，いずれも，介在物は基地鉄と密着Lていないと仮定して考察したが，写真で分かるように，破而に存在する介在物の状況からそれは推察できよう。なお，介在物の大きさ，形状，分布などにより，影響度合が異なる結果も得つつある。　　　　　　　　　　｝　　　　・　　　　　　　　　　　　　ダゴ㌻　　　　　　　　　　　　　　．’j、・一　　　　　　　　　　　．・遂　・・1写真　疲れ破面に存在するA1里O昔介在物。　Striationがまわり込んでいて，介在物が　害■」れ伝播を阻害していると思われる。　O．62x10o　cycles、　特許紹　介　　　　　　　アルミニウム・銅系多孔質焼結部晶の製造法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　公　告　昭和45年8月王3日　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　公告番号　　昭達5－24206号　この発明は・アルミニウム粉末またはA1一ユ％　　ることができる。図aは圧粉体，図bはaの焼結以下Cu合金粉末にA1一（25～45）％Cu倉金粉末　　体の組織である。図において①はAI－1％以下を添加し，その添加量および粒度を調整すること　　Cu合金粉末，②はA至一（25～45）％Cu含金粉末でにより焼結体の多孔性を制御し，多孔質焼結部品　　あり，③は焼結部品の空孔を示す。この圧粉体は共を製造する方法である。　　　　　　　　　　　　晶温度以上で粉末②が粉末①の粒間に湘二昌し空孔　アルミニウム，銅系焼結部品は密度が低いので　　が生成する（図bの③）。このようにして多数の空軽く，耐食性も比較的すぐれており，機械白勺強度　　孔をもつ多孔質焼結部品をつくることができる。も高いので機械部品として有効であるが，現在ま　　　アルミニウム粉末またはAl一王％以下Cu合金で実用化されていなかった。その理歯としてアル　　粉末とA至一（25～盗5）％Cu合金粉來との混含比はミニウム粉末は酸化され易く，その結果生成され　　圧粉体の密度および成形性に影響する。表は圧粉るA120茗は遼元しにくいからである。　　　　　　体における合金粉末②の各種粒度についての焼締　　　　　　　　、①　　　　　　　　　　　温度と多孔率の闘係を示す。これら多孔質焼結郁　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　品は念洲i南受としての条件および要求を充たすこ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　とができる。鰯’一一」炉　この発明は，液体噴霧装置（特許一552252号）で造った金属粉末を使用することによって製造す☆短　信☆　　　　　　　　　帥　　　　　尚　　　　　　　　　更　　　貝　軽金属賞　1嗜署和45年11月川ヨ（水）非鉄金属研究郁第4研究室長松尾茂は「A王一4％Cu－0．5％Mn合金にみられる二脚時効現象について」（軽金属Vo王．20p．295），また東京大学字慮航空研究所堀内良および非鉄金属研究部第垂研究室研究員金予純一はギ均質化熱処理によるAl－Mg－Si系禽金鋳塊の熱間加工法の改善」（軽金属Vol．20，p．213）の論文にて上記の賞を得た。　　　　　　　遁妻峯塞婁書145号繍集雛発行人佐々木武印　　棚　奥村印刷株式会杜　　　　　　菓京都予代匿嘔酬巾帥一一4昭和45年外国人見学考数（45年1月～12月）1㍉㍗1l11陶アフリカ11　タ　イLし⊥、＿、サ、．．．　1．叩、1　…花手三’E．Cl’亘…㊦；る1｛6盃ic　Commission　for亘一三〇紬）　　スタヂ4ツァー・・一イ1テ16か顕41名　鉄垂岡科学披術1頚際会　　…議（ICSTIS）　後ρ）．兇学省！3か麟34名　　含言11135名正言異表金材披研ニュースNo。玉0（通巻第142別の雀災　試験研究成災の秋季学・脇会発表（1二噸）の淋段　　r担当箸」「舳欄下から王4行簑　〕1三荒木縢…（慶応大大学院）誤荒木透（鉄鋼）発行所科学技術庁全属材料技術研究所　　　　　　焚京煮11目熱茎1中目黒2丁目3番ユ2努　　　　　　L　　　　勇迂京　　（03）　719＿227且　（青ミ豪ミ）　　　　　　郵　便　番　号　　（153）