金属材料の破損・破壊メカニズムと破面解析【LIVE配信】

～現場で役立つ“破面解析の正しい進め方”と“破面形態を正しく見極めるための実践ポイント～

1．破壊を理解するための金属材料の基礎知識
　1-1．金属材料とは
　1-2．金属結晶（多結晶、結晶粒、結晶粒界）
　1-3．結晶構造
　1-4．弾性変形と塑性変形
　1-5．転位・すべり運動
　1-6．すべり系（すべり面、すべり方向)

2．破壊の形態とメカニズム
　2-1．塑性変形大小の観点
　　（1）延性破壊
　　（2）脆性破壊
　2-2．金属組織学的観点
　　（1）粒内破壊
　　（2）粒界破壊
　2-3．結晶学的観点
　　（1）へき開破壊　
　　（2）せん断破壊
　2-4．荷重および環境観点
　　（1）静的破壊
　　（2）衝撃破壊
　　（3）疲労破壊
　　（4）環境破壊（応力腐食割れ、水素脆化、高温破壊）

3．破損品の調査
　3-1．破損品調査（破損解析）の全体フロー　
　3-2．破面解析（フラクトグラフィ）の位置づけ

4．破断部の調査・観察のための前準備
　4-1．損傷品の取り扱い上の注意点と保存法
　4-2．破損品の全体および破面周辺の観察
　4-3．外観写真撮影のポイント
　4-4．主き裂位置確認
　4-5．二次き裂解析の要否判断
　4-6．破損部の切り出し
　4-7．損傷品の送付
　4-8．破面出し
　4-9．破面の洗浄技術
　4-10．破面除錆技術
　4-11．破面切り出し不可・入手迅速化のための対応策

5．破面解析（フラクトグラフィ）
　5-1．フラクトグラフィとは
　5-2．マクロ破断面観察（肉眼、低倍率光学顕微鏡）
　　5-2-1．破壊形式の推定
　　　　（1）延性破壊
　　　　（2）脆性破壊
　　　　（3）疲労破壊
　　　　（4）応力腐食割れ
　　　　（5）水素脆性
　　5-2-2．破壊起点部とき裂進展方向の確認方法
　　　　（1）ラチェットマーク
　　　　（2）放射状模様
　　　　（3）シェブロンパターン
　　　　（4）ビーチマーク
　　　　（5）起点と最終破断部の位置関係
　　5-2-3．負荷応力レベルの推定
　　　　（1）塑性変形の有無
　　　　（2）破面の凸凹状態
　　　　（3）最終破断部の面積率・偏心量
　　　　（4）単一起点、多起点
　　　　（5）フィッシュアイの位置
　　5-2-4．破壊進展速度の確認方法
　　　　（1）き裂進展領域の粗さ
　　　　（2）放射状模様
　5-3．ミクロ破断面観察（走査型電子顕微鏡（SEM))
　　5-3-1．延性破壊
　　　　（1）伸長ディンプル
　　　　（2）等軸ディンプル
　　　　（3）リップル
　　5-3-2．脆性破壊
　　　　（1）へき界破面
　　　　（2）リバーパターン
　　　　（3）タング
　　　　（4）粒界破面
　　　　（5）粒界破面＋ディンプル
　　　　（6）擬へき開破面
　　5-3-3．疲労破壊
　　　　（1）延性ストライエーション
　　　　（2）脆性ストライエーション
　　　　（3）粒界疲労破面
　　　　（4）フィッシュアイ
　　　　（5）無特徴破面
　　　　（6）タイヤトラック
　　　　（7）ラブマーク
　　　　（8）二次割れ
　　　　（9）不規則なストライエーション状模様
　　5-3-4．応力腐食割れ
　　　　（1）粒内破面（羽毛状破面（ファンシェープトパターン））
　　　　（2）粒界破面（ロックキャンディ―）
　　5-3-5．水素脆化
　　　　（1）粒界破面（ロックキャンディー、ヘアーライン・ディンプル混在）
　　　　（2）粒内破面
　　　　（3）擬へき開破面
　　5-3-6．き裂進展方向の確認方法
　　　　（1）延性破面のディンプル
　　　　（2）脆性破面のリバーパターン
　　　　（3）疲労破面のストライエーション
　　5-3-7．破面解析による基礎的破壊力学を用いた破面数値解析
　　　　（1）実働応力
　　　　（2）残存寿命

6．破面解析の事例紹介
　6-1．ギヤ破損品
　6-2．シャフト類破損品
　6-3．クランクシャフト破損品
　6-4．ばね破損品
　6-5．その他
　　
7．注意すべき破面解析の事例
　7-1．ストライエーションとパーライトとの識別
　7-2．ねずみ鋳鉄材の疲労破壊と静的破壊との区別
　7-3．延性ストライエーション状模様
　7-4．その他