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機械材料学特論


<概要>
本講では金属材料の強度,破壊のメカニズムについて原子論,転位論の立場から解説する。序盤では金属材料の破壊の現状を破面観察を中心に講述し,実際の破壊強度が理論強度より著しく低いこと,さらに延性材料が脆性的な割れを示すことがあることを学ぶ。中盤では,脆性破壊の古典理論として最も重要なグリフィスの式について学ぶ。これから有限の曲率を有するき裂先端が進展するためには転位の熱的活性過程が必要であることを理解する。すなわち,塑性変形はマクロ的視点ではき裂進展を抑制すると同時に,ミクロ的視点ではき裂進展の本質であることを理解する。本講の後半では転位論の基礎を学び,微小な(グリフィスクラックより小さい)き裂の形成機構を転位論から考察する。

<授業計画>

  第1日 原子間ポテンシャルと理論強度
  第2日 破壊の様式とフラクトグラフィー,延性破壊と脆性破壊
  第3日 応力とひずみ
  第4日 応力とひずみの構成式,弾性係数
  第5日 脆性破壊の理論,グリフィスの式
  第6日 き裂の弾性学,エネルギー開放率と応力拡大係数
  第7日 き裂の進展条件,エネルギー基準と応力基準
  第8日 き裂の進展と塑性変形
  第9日 転位論,転位の応力場
  第10日 金属の結晶構造,結晶中の転位の性質
  第11日 加工組織と転位運動のキネティクス
  第12日 マイクロフラクチャーメカニクスI
  第13日 マイクロフラクチャーメカニクスII
        ―マイクロクラックの転位モデル―
  第14日 総括

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