B ， Fig.4.32に 示 す 。なお，

140

⁰

C

以 上 2.0 

び C 鋼 の 破 面 に は ，

1.0 

E

白 )

EAマ

r pコ

λu

守

q J 7

‑ 1 4 i [ 1 n u n u n u n u n u n u   c

‑

‑

‑

‑

‑ n u n u n u n u n u n U   Uゆ.以ロOEωU伺

Ha mJ

門口

∞ロ

HC ωC OU 4υ

伺い

U H

同U戸μ

︐戸

U﹄

ほ ぽ 破 商 を ヨ ン が の セ パ レ ー シ

の 試 験 温 度 に お い て ， 貫 通 す る 長 さ

数 本 開 ⁰_0.5 ^.7 

0.4  0.3  0.2 

し て い た 。

‑ 160  o c

^{以 下 の 試}

1 m a x . に か か わ ら に 差 異 は ほ と ん ど 認 め ら れ と が わ か る 。 こ の 温 度 域 で 口 が 認 め ら れ る ン の 発 生 は 認 S 

こ の 図 か ら ， 口

験 混 度 で は ， ず

d

c 

な い こ

り 関 目 視 に よ は，

シ ヨ な セ バ レ ー よ つ

‑1  0  0 

~

‑ 1  6  0  o c  

め ら れ な か っ た 。

1 m a x .が で 定 義 さ れ ド で 破 壊 し ，

S  の 試 験 温 度 に お い て ，

小 さ い

A

銅 は

BS5762

タ イ プ の モ ー ^0.007 

0.005  0.004  0.003 

B

， 

た

イ プ の モ ー ド で お よ び C 鋼 は 皿 タ

0.002 

カ d c ミ

A

鋼 よ り も

破 壊 し て お り ，

‑40 

。

‑80  (OC) 

‑120  Temperature 

‑160 

‑200 

と が わ か る 。 こ の 原 因 は ， B，  お よ び C 鋼 で は 主 破 面 が 形 成 さ れ る 前 に 音 を 伴 つ

、

"

ιー て い る く な っ

大 き

Critical crack opening displacement  of rolling directional  specimens  with  through thickness crack  Fig.  4.32 

B

， 

ン が 発 生 し とから，

て セ パ レ ー シ ョ

、... 

ιー ン が 発 生 す る も の

A

銅 で は セ バ レ ー シ ヨ ン 発 生 音 が 確 認 で き な い お よ び C鋼 で は 脆 性 き 裂 の 発 生 に 先 立 つ

ン/ヨ て セ パ レ ー の，

主 き 裂 先 端 の 三 軸 拘 束 が 緩 和 さ れ て 脆 性 破 壊 が 発 生 し に た た め に ，

‑ 100  o c

以 上 の 試 験 温 度 で は ， セ パ られる。

1 m a x . が 大 き い 鋼 板 ほ ど

d

c が 小 さ く な っ て い る 。 これは，

ン が 発 生 す る こ と に よ り 荷 重 が 一 時 的 に 低 下 し ， そ の 後 セ ン が 次 々 に 発 生 し て 荷 重 が そ れ 以 上 増 加 し な い ま ま 試 験 く な っ た た め で あ る と 考 え

く S 

レ ー シ ョ バ レ ー シ ョ

と しかし，

ら に 最 高 荷 重 に き 裂 関 口 量

つ

が 見 か け 上 の dc 

こ の よ が 小 さ い 時 点 で の dm 

し て 採 用 さ れ る こ と が 原 因 で あ る と 考 え ら れ る 。 な 場 合 に 主 破 面 に は 脆 性 破 壊 は 発 生 し て お ら ず ，

V ^p  が 終 了 す る た め に ，

き 達 し た 後 に も 荷 重 は ほ ぼ 同 程 度 の 荷 重 を 保 持 し た ま ま ，

試 験 片 は 脆 性 破 寝 せ こ と か ら ， こ の 場 合 タ イ プ で 破 壊 し た 場 合 に は ，

が 発 生 し て い た ドが V

が 増 加 し て い た ロ 破 壊 モ ー

ず，

5.0  4.0  3.0 

Crack  に お け る dc は LT方 向 に お け る 真 の 脆 性 き 裂 発 生 限 界 で は な い と

Slow  主 き 裂 先 端 に

2.0 

1.0  0.7  0.5 . 0.4  0.3 

zi

守' ' R J

叫'

句

J弓

4 2 A

I 1

‑ n u n u n u n u n u n u   t

‑

‑

‑

‑

‑

‑ n u n u n u n u n u n u   ( g g ) U

叩 験 以

CωEωU句︐[仏凶吋(]∞

EH

Cω

巴O

U4 um_﹄ U H

司υ﹃UHト

HU

ド タ イ プ に お け る CTOD

る 場 合 の 最 大 荷 重 時 の mouth の 塑 性 成 分 の 換 わ り に ， 腕 性 破 癒 せ ず 荷 重 が 減 少 し て 計 測 を 終 了 す る 直 前 の mouth COD の 塑 性 成 分 を

破 壊 モ ー を 求 め

COD  こで，

考 え ら れ る 。 そ

カ~

v 

0.2 

の

Fig.4.33

に示す。

ト 点 の う Crack  を 修 正 し た 。 用い， き 裂 長 ぎ に Slow

長 さ を 考 慮 し て dc 

そ の 結 果 を ，

こ の 図 中 に 示 し た プ ロ ツ

ち 黒 印 が 上 述 の 修 正 を 行 っ た 試 験 結 果 で あ り ， ↑ 印 は こ の 値 で は 脆 性 破 壊 せ ず ， こ の 値 以 上 で 脆 性 破 壊 が 発 生 す る で あ ろ う と 推 察 さ れ

0.007  0.003  0.004  0.003 

0.002  ‑80  ‑40 

。

(OC) 

‑120 

‑160 

‑200 

Temperature 

Corrected  critical crack opening  displacement considering with the  extended  crack length due to  slow  crack 

Fig.  4.33 

こ と を 示 す 。

こ の 図 か ら ， ‑

100

⁰

C

以 上 に お 1 m a x . が 大 き い 鋼 板 の

d

c 

く な る 現 象 は 認 め ら れ な く な り ほ ぼ 同 程 度 の 値 に な る こ と が る

け る

S

が 小 さ

く な っ て い る と が 大 き

‑ 1  0  0  ‑ ‑ ‑‑1  6  0  o C

の

く な る ほ ど dc 

1 m a x が 大 き また，

温 度 域 で は

S

わかる。

<、~‑

同

7 1 ‑

ン の 発 生 が 認 め ら れ シャ 巨 視 的 な セ パ レ ー シ ョ

な い ‑

160  o c

^{以 下 で は} dc に 差 異 が 認 め ら れ な い こ と， お よび，

ル ピ ー 衝 撃 試 験 で の セ パ レ ー シ ョ ン 発 生 時 期 は 従 来 の 報 告 と 同 様 に 破 面 が 形 成 さ れ る 直 前 で あ る こ と か ら， 主 き 裂 方 向 に 脆 性 き 裂 が 発 生 す る 直 前 に セ パ レ ー シ ヨ ン が 発 生 し て 薄 板 の 集 合 体 と な っ た た め

こ の 原 因 は， が わ か る 。

Steel C 

‑60⁰C  7 

6  5  4 

3  2 

( 凶

μ ) 向 山 勺 伺 O J

に， S l max.が 大 き い ほ う が dc 

が 大 き く な っ た も の と 考 え ら れ る。 荷 重 ク リ ッ プ

ポ ッ プ ・ イ ン B，  C鋼 で は ，

ゲ ー ジ 変 位 曲 線 に ，

に 似 た 荷 重 の 一 時 的 な 低 下 が 認 め られる。

Fig.4.34

^{に， そ の 代 表 的}

な 例 を 示 す 。 図 中 に は ， 縦 軸 や 横 軸 を

2

イ 音 に 拡 大 し て 荷 重 ク リ ッ

プ ゲ ー ジ 変 位 曲 線 の 不 連 続 の 様 子 _{2  3  4} 

Clip‑gauge Displacement ， Vg 

。 _。

( mm  ) 

発 生 時 に 音 を 伴 う

音 が 確 認 さ れ た 直 後 に 試 験 を 中 断 し て 調 査 す る と 初 ン の 発 生 が 認 め ら れ る こ と か ら ， 荷 重 の

An example of  load  and  clip‑gauge  displacement curve in  CTOD test  Fig.  4.34 

を 示 し で あ る 。 こ の よ う な 現 象 は ， 1 m a x が 大 き な 鋼 板 ほ ど 多 く 発 生 す る こ と や ，

こと， さ ら に ，

期 き 裂 先 端 に セ パ レ ー シ ョ S 

ン こ の 荷 重 の 一 時 的 な 低 下 は ポ ッ プ ・ イ ン に よ る も の で は な く ，

が 発 生 し た こ と に よ る 荷 重 の 低 下 で あ る と 考 え ら れ る 。

一 時 的 な 低 下 は ， 最 大 荷 重 に 達 し た 後 に 荷 重 が 低 下 し て い る と き に セ バ レ ー シ ョ

圧 延 面 に 平 行 で 主 き 裂 と 直 突 す る 商 に 発 生 す る た め に ，

発 生 時 の 8c は LT方 向 に お け る 真 の 破 綴 靭 性 を 表 わ し て い る も の で は な い 。 し た が っ て ， ポ ッ プ ・ イ ン と セ バ レ ー シ ヨ ン の 区 別 を す る こ と が 可 能 で あ れ ば ( ポ ッ プ ・ イ ン が 生 じ る と 主 破 面 上 に そ の 形 跡 が 残 る 場 合 も ま れ に あ る が ， 通 常 は 破 面 上 か ら は 判 断 で き な い ) ，  破 壊 靭 性 と し て は ポ ッ プ ・ イ ン 発 生 時 ， も し く は 試 験 片 破 壊 発 生 時

ン ン と は 異 な り ，

セ バ レ ー シ ョ イ

セ パ レ ー シ ョ ン は ポ ッ プ ・ も 発 生 し て い た 。

1 m a x .の 大 と こ ろ が ，

の そ れ を 採 用 す べ き で あ る と 考 え ら れ る 。

Fig.4.35

に，

z

方 向 試 験 片 に よ る

C T O D

試 験 の 結 果 を 示 す 。 こ の 図 か ら ， 試 験 結 果 に ば ら つ き は 大 き い も の の ，

き い 鋼 板 の ほ う が dc は 高 温 側 に 分 布 す る こ と が わ か る ロ

B

鋼

(S 1 

max. 

=  0.57) の 8

c は，

A

鋼

(S 1 

max. 

=  0.05) 

S 

の CTOD

1 

m a x .が

0.66

C鋼 の よ う に S

と 比 較 し て あ ま り 高 温 側 に は な い が ，

り も

。

お よ び B 鯛 の そ れ よ

‑200 

A

鋼，

5.0  4.0  3.0 

0.7  0.5  0.4  0.3  2.0 

1.0 

と が わ か るn

0.2 

0.1 

臼 0.07  包

0.05  0.04  0.03  0.02 

(宮田

) U 句aucωEOUロa門己的同(]∞己片口ωaOリ﹄υ悶HU

刊の

UHUHhU

が， 約

40

⁰

C

ほ ど 高 温 側 に あ る

こ の 試 験 結 果 は ， 他 の 方 向 の 結 果 と 比 べ て ば ら つ き が 大 き く 結 果 の み で 判 断 す る に は 十 分 で な

Z方 向 の シ ヤ ル ピ ) 衝 撃 試 B 鋼 の 靭 ' 伎 は

A

鋼 の そ り も 向 上 し ，

c

鋼 で は 若 干 低 下 す る こ と を 考 慮 、 す る と ，

s

含 有 量 が 少 な い 鋼 板 に お い て は 少 な く

こ の

o 

^c 

、"

(，̲ 

く な っ た 場 合 に は ，

験 に お い て れ よ

と 大 き

いが，

と も

S 1 

m a x が

0.57

以 下 で あ れ ば Z方 向 破 壊 靭 性 は 低 下 す る こと

の C銅 程 度 に 大 き く な る と Z方 向 の 破 壊 靭 性 は 低 下 す る こ と が 推 察 さ れ る 。

C銅 Z方 向 の 破 填 靭 性 が A， く に 低 下 し た 原 因 は ，

が 0.66 1 rn  a x 

はなく， S 

白

B 

‑40 

‑80 

‑120 

‑160  0.01 

0.007  0.005  0.004  0.003  0.002 

で は

A

^r 3 

鋼 に 比 べ て と

B

鋼

(S 1 

max. 

=  ^0.57) 

変 態 点 付 近 の 制 御 圧 延 を 行 っ て い るが，

c 

~習では A ^r 3変 態 点 付 近 の 制 御 圧 延 を 行 わ ず ， 二 相 域 の み で 大 き な 圧 下 率 の 制 御 圧 延 を 行 っ た あ る 程 度 成 長 し て 変 態 を

(OC)  Temperature 

Critical crack opening displace‑

ment of thickness directional  speclmens 

Fig.  4.35 

た め に ?

、...  丸d

く 発 達 し た

< 

^{011>が 大 き}

ト 粒 が 加 工 硬 化

と， お よ び 結 局 集 合 組 織 {

1  OO} 

と が 影 響 し て い る の で は な い か と 推 察 き れ る 。 エ ラ イ

終 了 し た ブ

、"

し た (，̲ 

Z

方 向 の

C T O D

試 験 結 果 を 比 較 す る Z 方 向 の 破 壊 靭 性 の 劣

シ ャ ル ピ ー 衝 撃

、...  と

丸ー

L

方 向 と し た が っ て ，

化 の 度 合 を 判 断 で き る も の と 考 え ら れ る 。 しかも，

試 験 に お け る L方 向 の uT r S の よ う に ， L方 向 の 破 壊 靭 性 が ，

ン の 発 生 に よ っ て 大 き く 低 温 側 に 移 行 す る こ と が な い た め に，

L

，  お よ び

Z

方 向 の

C T O D

試 験 結 果 の 比 較 値 は ，

壊 靭 性 の 劣 化 を ほ ぼ 表 わ し て い る も の と 考 え と に よ る

、"

な る (，̲ 

く が 大 き 1 m a x 

S  に よ っ て ，

セ パ

Z 方 向 の 破 レ ー シ ヨ

られる。

L 

S方 向 試 験 片 に よ る

C T O D

試 験 の 結 果 を 示 す 。

‑ 160 oC以 上 の 結 果 に は ば ら つ き は 大 き い も の の ，

Fig.4.36

に， こ の 図 か ら ，

ー

7 3 ‑

、 と が

， が 小 さ く な る 傾 向 が あ る L 

ど 8C 

い ほ が 大 き

m a x 

温 度 で は S I 

160⁰C以 下 の 温 度 で は 差 異 は あ ま り 認 め ら れ な い 。 また，

わ か る 。

L s方 向 試 験 片 に 発 生 し た 脆 性 き 裂 の 伝 橋 形 態 は ， 他

、" ろが，

と L 

Fig.4.37

に 示 す 。 の 一 例 を ，

て い た 。 そ 方 向 と 異 な っ

の 2 

A

鋼 で は 脆 性 き 裂 が 湾 曲 し な が ら 伝 播 し て 試 験 片 は 破 断 し て い い る も の の ，

うに，

こ の 図 に 示 す よ

5.0  4.0 

3.0  疲 労 予 き

‑ フ き て 性 後 し 脆 た 断 に し 破 向 展 は 方 巡 片 両 に 験 右 行 試 左 平 て ら て ぼ し か し ほ 止 端 生 に 停 先 発 層 は の が ト 裂 裂 裂 き

Brittle Crack 

/ 

~

ト パ ー お よ び C 銅は，

‑ イ

エ フ ブ

い な か っ た ロ B

， 

ω ω ω

ロυ A

υ

刊戸

{ 'H

た。

イ

2.0 

1.0 

0.5  0.4  0.3 

0.1  0.07  0.05  0.04  0.03  0.2  0.7 

(EE U

︒

.u

co

gω

υ

司4仏

ω J 明

白∞

ロ

HC

ωC

OU

4υ

伺いU

刊の

Uυ a 円以什﹄

(a)  The Case of Steel  A 

‑ K一

c‑

只 ︼ 一r一戸し一e一1上一↑L一↑L一・

r一 1‑

RU

一ω ω ω

{ ロ ﹀

υ

刊4h

0.02 

0.007  0.005  0.004  0.003  0.01 

。

‑80  ‑40 

‑120 

‑160 

‑200  0.002 

(b)  The Case of  Steel  B and Steel C 

Propagation  locus of  brittle  crack in CTOD test  specimens  with surface crack 

Fig.  4.37  (OC) 

Critical crack opening displacement  of  rolling directional  specimens  with surface crack 

Temperature  Fig.  4.36 

つ く な よ り 小 さ が

A

銅 の

8

C 

8 C 

お よ び C 鋼 の B

， 

て， し た が っ

ト 層 や パ ー ラ イ ト 層 の そ れ 以 後 は 荷 重 が 増 加 し な

‑ イ

エ フ 腕 性 き 裂 が 破 壊 靭 性 の 低 い ブ た のは，

て 発 生 し て 荷 重 が 低 下 し て ， 境 界 に 沿 っ

C  を 脆 性 き 裂 が 発 生 し た 時 点 、 に お け る 8  最 初 に ，

、 とから，

.

， ιー

た か っ

L s  お よ び C鏑 の

B

， 

られる。 しかし，

採 用 し た た め で あ る と 考 え

初 期 き 裂 先 端 か ら 左 右 方 向 に 脆 性 き 裂 が 発 生

つ

よ 方 向 試 験 片 の

L s方 向 試 験 片 も 完 全 に 破 断 し て い な 破 壊 と な ら な い 場 合 に は ，

の 破 壊 靭 性 が 得 ら れ て い る と は い え ず ，

つ

し て 鋼 板 板 厚 を 貫 通 す る よ

な い こ と か ら ， こ の 試 験 結 果 の み で は

S 1 

m a x の 影 響 を 論 じ る こ と は で き な い 。

Fig.4.38

に，

z

方 向 の 中 央 切 欠 付 広 幅 引 張 試 験 結 果 を示 す。

こ の 図 か ら ，

S 

I max.が

0.66

で あ る

C

銅 は

S 1 

max.が

0 . 0 5

で あ る

A

鋼 よ り も

Z

方 向 の 破 填 靭 性 が 低 下 し て い る こ と が わ か る口 ま た， S 1 max.が

0.57

の B鋼 は A 銅 と

同 程 度 で あ る こ と が わ か る。 こ の よ う に ，

S 

I max.が

0.57

の 鋼 板 で は Z方 向 の 破 填 靭 性 が あ ま り 低 下 せ ず ，

S 1 

max が

0.66

の 鋼 板 で は 低 下 す る と い う 試 験 結 果は，

z

方 向 の

C T O D

試 験 と 同 じ 傾 向 の 結 果 を 示 し て い る 。 し た

nunununu nunununu 

n o r O R J A﹃'

300 

r‑、 N 

~ 200 

5 目

、、、

斗 Joc  ..!G 

、、""

u 100 

出

80 

Steel C (SInax.= 0.66) 

60 

がって，

Fig.4.35

に 示 し た よ う な 50 

小 型 試 験 片 に よ る 試 験 結 果 は ， 本 試 験 の よ う な 大 型 試 験 片 に よ る 試 験 結 果 と 同 じ よ う に ，

z

方 向 の 破 嬢 靭 性 に お よ ぽ す

S 1 

max.の 影 響 を 評 価 す る こ と が で き る も の と 考 え ら れ る 。

o  ‑40  ‑80  ‑100  ‑120  T  (OC)  Temperature 

Fig.  4.38  Values of fracture  toughness in  the thickness direction 

4.  4.  3 

種 々 の 化 学 成 分 を 有 す る 鋼 板 の 破 壊 靭 性 に お よ ぽ す 最 大 セ パ レ ー シ ョ ン 指 数 の 影 響

前 項 ま で の 調 査 結 果 か ら ，

C T 0 D

試 験 に お い て は ，

L

方 向 の 破 壊 靭 性 は

S

1 m a x が 大 き い ほ ど 遷 移 温 度 領 域 で 若 干 向 上 す る こ と が 判 明 し た 。 また，

z

方 向 の 破 壊 靭 性 は

S 1 

m B x .が

0.57

以 下 で あ れ ば ほ と ん ど 差 異 が 認 め ら れ な い も の の ，

S 1 

max が

0.66

の 鋼 板 で は 低 下 す る こ と が 明 ら か に な っ た 。 さ ら に は ，

z

方 向 の 中 央 切 欠 付 広 幅 引 張 試 験 に お い て は ，

z

方 向 の

C T O D

試 験 結 果 と 同 じ 結 果 が 得 ら れ た 。 そこで， 本 項 で は ， 種 々 の 化 学 成 分 を 有 す る 鋼 板 を 用 い た

C T O D

試 験 結 果 ， お よ び 中 央 切 欠 付 広 幅 引 張 試 験 結 果 よ り ， 破 嬢 靭 性 の 観 点 か ら

S 1 

m a x に 許 容 値 を 設 け る べ き か ， 否 か の 検 討 を 行った。

C T O D

試 験 結 果 に お い て ， 海 洋 栂 造 物 に 使 用 さ れ る 鋼 板 に 耐 腕

ー

7 5 ‑

ドキュメント内 セパレーションを発生する鋼板の鋼構造物への適用 に関する基礎研究 (ページ 78-84)