引張試験における破断面について

質問

中実の丸棒において
S45Cとアルミニウムの引張試験を行った際、

S45Cは引張方向に対し水平に破断するのに対し
アルミニウムは引張方向に対し45度の方向に破断するのはなぜですか？

回答No.2

ntei · ベストアンサー

試験片の延性の度合いで大まかな破断面の形状（タイプ）が変わります。

脆性材料＞＞＞延性材料と延性の度合いが変化した時、

A)垂直破壊する物
　　↓
B)カップアンドコーン型破壊する物
　　↓
C)チゼルポイント型破壊
　または、傾斜破壊

S45Cは硬鋼に該当するので脆性材料とみなしてもOKだと思います。なのでA)の形だったのだと思います。

アルミニウムの場合は、純アルミだと仮定すると延性材料なのでC)の形になったのだと思います。

（余談ですが）
私は学生時代に、「球状黒鉛鋳鉄」という脆性材料の引張試験を行ってその破断面を電子顕微鏡で観察する、　ということを実際やってましたが、普通に見た限りでは引張方向に対して水平の断面ですが破断面の最外周部を電子顕微鏡で観察すると45度の傾斜部も確かに存在してました。
いくら脆性材料とはいえ塑性変形もするのだなぁ～という感想を持ったこと思い出しました。＾ ＾；）

お礼

回答ありがとうございました。
たいへん参考になりました。

回答No.1

noname#221368

まず S45C という材料は知りませんので、一般論になります。コンクリートの圧縮試験から連想すると、45度方向の破断になると思います。
　純圧縮や純引張りで、45度方向に最大応力が発生するのは、力の釣り合いからの帰結なので、どんな材料にも成り立つと思います。
　ただし材料に異方性がある場合、必ずしも45度の破断面とは限らないと思えます。例えば、水平方向の強度が、45度方向の強度よりかなり小さい場合などです。
　S45C は当初は等方性材料であっても、荷重の作用により、異方化したのかな？、と想像しました。