すべり帯

物理化学的作用機構

繰返し荷重下で、転位は金属粒内の特定のすべり面上を前後に移動する。これらの転位が表面に現れると、顕微鏡的な微小段差が生じる。これを押出しと侵入と呼ぶ。荷重の繰返しごとにこの段差は成長する。これは切欠きのように作用し、局所応力を大きく高める。

溶接における金属学的関連性とリスク

溶接部にはしばしば残留応力と、ビード境界の鋭い遷移部が存在する。そこでは運転荷重下で優先的にすべり帯が形成される。すべり帯からすぐに微小割れが生じ、そして疲労割れになる。特に硬いマルテンサイト組織ではこれが critical である。それらは塑性変形によってすべり帯を緩和できない。溶接部表面の粗さが大きすぎることもすべり帯の形成を助長する。

現場実務と指示事項

溶接部のすべての切欠きを低減せよ。ビード遷移部を平滑に研削せよ（粗さ Rz < 20 µm）。ショットピーニングやニードルピーニングは表層に圧縮残留応力を生じ、すべり帯の形成を明らかに遅らせる。冷却時間 t8/5 を管理せよ。非合金鋼ではマルテンサイトを避けるため、t8/5 を 10 秒から 25 秒の間に保て。すでにすべり帯が存在する場合には、溶接部を完全に研削除去して再評価するしかない。