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塑性域

き裂先端のすぐ前方にある、材料の降伏点を超える狭い領域。その大きさは応力状態と靭性に決定的な影響を与える。

母材にき裂が荷重を受けて存在すると、その先端に応力が集中する。材料が十分に靭性があれば、そこで塑性変形し、き裂先端は鈍化し、き裂が進展するにはより多くのエネルギーが必要となる。しかし高張力鋼では、材料がほとんど降伏しないため、この変形域は小さく、き裂は鋭いままで急速に脆性破壊する。

溶接ではさらに悪化することが多い:熱影響部が硬く脆くなり、収縮による残留応力がき裂をさらに「引っ張る」。これに水素が加わり、組織を脆化させる。結果として、き裂を止められない小さな硬い領域ができる。

実務ではこうだ:靭性の良い材料を選び、硬い組織ができないように予熱し、溶接後は急冷しないようにする。鋭いエッジや切欠きは事前にきれいに研削する——切欠きはき裂の起点になる。硬さを検査して溶接部が硬すぎるなら、熱処理か溶接パラメータの変更しかない。

MetallurgieSchweißtechnik