試験・調査報告

壊れたものの破面を見ると、上述するような模様が見えます。ただし、実際には、破面が錆びていたり、こすれて破面が潰れていたりして見えないことも少なくありま破面観察の使用装置走査型電子顕微鏡:S2700(日立製作所(株)製)・せん。*破面観察試験後の破面観察結果を写真1～3に示します。疲労破壊の破面の特徴は以下に示すようなものです。1)破面は、亀裂の伝播方向に副亀裂がない(=枝分かれがない)平たんな形態を示します(写真1-2-参照)。一般的に急速破断(脆性的、延性的な割れ)よりも疲労破壊の破面形状が平たんになるのは、小さな力で徐々に伝播するためです。2)破面には、疲労破面形態のマクロ的な特徴であるビーチマーク(注1)(亀裂の伝播と直交方向の模様)が観察されます(図1点線参照)。3)破面には、亀裂の伝播と直交方向に、疲労破面形態のミクロ的な特徴であるストライエイションパターン(注2)が観察されます(写真3参照)。(注1)疲労破面にしばしば現れる模様で、疲労亀裂先端の形状が、時間経過に伴う繰返し荷重の変動や破面における錆の有無や濃淡などによって、マクロ的な同心円状の縞模様として見える。(注2)材料が疲労破壊した場合、亀裂の伝播方向と直交した縞模様が、互いにほぼ平行に現れることがある。これは、繰返し応力をうけるなかで、引張応力が増加するに伴い亀裂先端の未破壊微小部分が塑性変形などによって分離破壊し、その後に圧縮応力に転ずることに伴って破面同士が接触し押し潰される過程が繰り返されて形成される形態である。写真1:マクロ破面観察写真2:写真1右下を拡大観察写真3:写真2中央を拡大観察(矢印:疲労亀裂伝播方向)神鋼溶接サービス(株)技術調査部雨谷厚志