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強度 より, 破 断を考慮 した ク リー プ破 断強度が重 視 さ れ る場合 が多 く, また現在広 く用い られてい る析出硬 化型 の耐熱合 金は, 実際 の使 用条件では粒 界で破断す るものが大 部分である. しか し, 経験 的に ク リー プ破 断時 間 とク リー プ速 度の間に相 関関係がみ られ ること か ら, このよ うな実用合 金の ク リー プ破 断挙動の解析, クリー プ破断寿命 の改善 も粒 内の組織変化 に主眼をお い て行 なわれ てきた. これ に対 し, 最近, 超塑性変形 の研究, 高温低 サイ クル疲労強度, クリープ破断強 度に及 ぼす ふん囲気 の 影響 に関す る研究 な どを通 じ, 高温 の変形, お よび特 に破壊挙動に, 結 晶粒界 が大きな影響 をもつ ことが明 らかにな ってきた. また, 粒界 の構造 に関す る研究 も進 み, 対応粒界 モ デル, 粒界転位 などの考 えが導入 され, 粒界 が変形, 破壊に及 ぼす影響 に関す る理論的 な らびに実験 的な研 究が盛 んに行 なわれ るよ うになってきた. 本稿 はIに おいて ク リープ, 超 塑性変形な ど高温 に おける変 形に及 ぼす結 晶粒 界の影響について, またII において クリー プ破 断, 高サイ クル疲労, 低サイ クル 疲 労な ど高温におけ る破壊に及ぼす結晶粒界の影 響に ついて, おのおの, 最近の 研 究を 集録 した ものであ る. 2 粒 界 す べ り 2.1 全ひずみに対す る粒界すべ りの寄与 高温におけ るク リープあ るいは疲労では, 結晶粒内 の変形 とともに, 結晶粒界ですべ りが観察 され る. 粒界すべ りの量 は, (a) 試料表面につけたひ っか ききずな どのマーカの 粒界におけ るずれか ら求め る. (b) 試験前後の結晶粒の形状 の変化か ら粒 内変形量 を測定 し, 粒 界すべ り量=全 ひずみ量-粒 内変形量に 1) よって求める. (c) 表面 に photoetch 法でつ けた 微 小な 格 子の変 形 か ら粒 内変形量 を求 め, 上 の関係か ら粒界すべ り量 2) を求める. (d) 非 金属介在物 の列 な ど内在す るマーカのずれか ら求 める. な どの方 法に よって測定 され ているが, この内, (b)の 結 晶粒 の変形 に よる方法 は, 変形後の粒界 移動のため 粒 界すべ り量 の測 定値 が実際 よ りかな り大 きくなる こ とが指摘 され, 表面効果 を除いて試料内部の粒界すべ りを測定 す る方法 として(d)がよい とされてい る. 3) 図1に Garofalo が求めた各種金属, 合金 の 全 ひ ずみ εtに対す る粒界すべ り量 εgbの寄与 (γ=εgb/εt) * 原稿受理 昭和49年1月2日 ** 正 会 員 (株)神戸製鋼所中央研究所 神戸市葺合区脇浜町

The Influence of Grain Boundaries on Deformation and Fracture of Metallic Materials at High Temperatures