強靭性材料に関する研究-強くて壊れにくいフエールセーフ鋼を目指して

摘要

二酸化炭素排出量削減を目的とした輸送機の更なる軽量化や次世代構造物の実現を目指し，一層の高強度化と共により安全で信頼性の高い，強くて壊れにくい“強靭な材料”の出現が切望されている。現在の材料科学技術をもってすれば，高強度化それ自体は困難ではない。しかし，図1に示すように材料の強度が向上すると，ねばさの指標となる靭性（じhせい）は低下するため，これが高強度材実用化の大きな壁となっている。よって，トレードオフバランスの関係にある面特性を同時に向上させる方策が永遠の課題であるが，従来型の合金化主体の材料設計手法（合金添加，不純物除去，均一組織設計）では限界が見えている。構造用金属材料で優れた特性を有する鉄鋼材料にお炉音，高合金鋼（炭素以郷の合金元素の総量が10質量％以上）では，低合金鋼（同総量が10質量％未満）に比較しまり優れた特性を持つ（図1参照）。しかし,コバルとやニッケルなどの希少元素を多量に添加した高価な鋼でも降伏応力が1888MPa以上では衝撃吸収工蒸蒸舘ギが40J程度にまで低下する。