[金属材料技能士実技] 第39回 解答

1. 材料に一定の応力を加えたときに生じる変形量の経時変化を測定する試験は何ですか。記述してください。
◑ クリープ試験

2. 引張試験からわかる機械的性質5つを記述してください。
◑ 引張強さ
◑ 降伏強さ
◑ 伸長率
◑ 断面収縮率
◑ 弾性限界

3. 鋳鉄、ベアリング合金、煉瓦、コンクリートなど、主に耐圧に使用される材料試験法は何ですか。記述してください。
◑ 圧縮試験

4. ロクウェル硬さ試験において、圧痕の深さがhである場合、使用される硬さ計の種類、圧子材料および形状、試験荷重は何ですか。記述してください。

5. 原子や分子が規則正しく配列し、欠陥のない理想的な結晶を完全結晶と言いますが、実際に存在する結晶は様々な原因で格子欠陥を持っています。このような格子欠陥の種類3つを記述してください。
◑ 点欠陥
◑ 線欠陥
◑ 面欠陥
◑ 体積欠陥

6. 焼入れ作業中、下記図のa）、b）部分の特性を記述してください。

7. 0.8%Cのγ-オーステナイトを723℃で分解し、フェライトとセメンタイトの共析鋼とし、α-オーステナイトとFe3Cの混合層状組織であるものは何ですか。記述してください。
◐ Pearlite（パーライト）

8. 次の組織の中で、硬度の高いものから低い順に並べてください。
① ソルバイト ② パーライト ③ マルテンサイト ④ トロースタイト
③ > ④ > ① > ②

☆ 硬度の小さい順から（フェオパソトマシ）
◐ フェライト→オーステナイト→パーライト→ソルバイト→トロースタイト→マルテンサイト→セメンタイト

★ 硬度の大きい順から（シマトソパオフェ）
◐ セメンタイト→マルテンサイト→トロースタイト→ソルバイト→パーライト→オーステナイト→フェライト

9. 質量効果とは何か、記述してください。
◐ 質量が大きい材料は、熱の伝導に時間がかかり、内外で温度差が生じ、外側は硬化しても内側は硬化しない現象

10. 非晶質合金の一般的な特性3つを記述してください。
◐ 機械的性質
-. 高靭性、引張強度、耐摩耗性、結晶欠陥がない
-. 温度依存性が非常に良い
-. 加工硬化がほとんど発生しない
-. 高い破壊靭性を有する
-. 靭性、延性は温度に著しく変化
◐ 化学的性質
-. 耐食性に優れている

11. 下図のように、Ar"（MsとMfの間）変態領域の恒温熱処理で、Ms点以下の熱浴（100～200℃）で焼入れを行い、過冷却オーステナイト変態がほぼ完了するまで恒温保持した後、空冷する熱処理は何ですか？
◐ マルテンパー

12. 冷間加工された金属をアニールする際に現れる3段階と、各段階の駆動力は何ですか。記述してください。
◐ アニール3段階：回復→再結晶→結晶粒成長
◐ 回復：金属内部に蓄積されたエネルギー
◐ 再結晶：冷間加工時に蓄積された歪エネルギー
◐ 結晶粒成長：結晶粒界界面エネルギーの減少

13. セメンタイト（Fe3C）を球状化する手法を4つ記述してください。

◐ 長時間加熱法
A1直下（650～700℃）で加熱後、冷却

◐ 反復加熱法
A1変態点境界で加熱、冷却を繰り返す

◐ 網状炭化物溶解法
A3およびAcm温度以上に加熱、Fe3Cを溶解後、急冷して網状Fe3Cを析出させないように球状化する

◐ 徐冷法
A1変態点以上Acm以下の温度に加熱後、A1変態点まで徐冷

◐ 恒温保持法
A1変態点以上Acm以下に加熱後、A1変態点以下で恒温保持し、変態完了後に冷却

14. 組織観察を通して存在する相の種類や相間の界面面積などを測定する方法3つを記述してください。
-. 相の種類
◐ オーステナイト
◐ フェライト
◐ セメンタイト
◐ パーライト
◐ ベイナイト
◐ マルテンサイト

-. 測定方法
◐ 点測定法
◐ 直線測定法
◐ 面積重量法

15. 鋼をアンモニア（NH3）中で500～500℃で20～100時間加熱すると、2NH3→（2N）＋（3H2）となり、発生したNとHに分解されます。Nが鋼の表面層に浸透拡散して硬化層を形成します。また、固体浸炭法で最も良い配合は、60％木炭＋（30％BaCO3）＋10％NaCO3です。また、固体浸炭法の化学反応式の一つとして、（C）＋（CO2）→2COがあります。

16. 930℃で4時間浸炭を行った場合、浸炭深さが2mmでした。浸炭深さ（D）を4mmにするには、浸炭時間（t）はどのくらい必要ですか？
◐ 計算式
D = K * √t ------ ①
2 = K * √4
2 = K * 2
2 / 2 = K , K = 1

4 = 1 * √t ------- ①式にK=1を代入
42 = t ------ tを求めるためにルートを除去（左右両辺にそれぞれ二乗）

◐答：16時間

◐ 例）920℃で9時間浸炭すると深さが1.2mmでした。同じ温度で16時間浸炭すると深さは？
D=K√t 1.2=K√9 , 1.2=K x 3 , 1.2/3 = K = 0.4
D=0.4√16 = 0.4 x 4 = 1.6 答：1.6mm

17. 固体が破壊または塑性変形する際には、変形状態に蓄積されていたエネルギーを弾性波の形で放出する非破壊試験法で、材料の研究、溶接などの製造管理、構造物の健全性診断などに用いられる試験方法は何ですか？
◐ 音響放射試験法（AE）

18. Cuなどの金属線は電気抵抗があり、電流を流すと電力が消費され、温度を下げると抵抗は減少しますが、絶対零度付近に冷却してもやはり抵抗が残ります。しかし、ある種の金属では、一定温度で電気抵抗が完全に0になる現象が現れます。このような現象を何と呼び、実際に使用されている合金は何ですか？
◐ 現象：超伝導現象
◐ 実用合金：Nb-Ti系合金