第４章 実験結果

4.1丸棒試験片実験結果

本文第３章3.2、表3.2.1に示した試験片を使用し、４点曲げ試験機で実験した結果を表とグラフに表したものが下記の表4.1.1〜4.1.15、 図4.1.1〜4.1.7である。

グラフ中の数字は、試験片の番号である。また、表中の×は、浴内で破断した試験片、き裂が発生した試験片を表す。

表 4.1.1 負荷速度の影響　A1 SCM435 1000MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
A1-13	104	104	5.1	5.1	○	○
A1-14	212	212	10.6	10.6	○	○
A1-15	247	247	15.8	16.6	○	○
A1-16	269	269	20.4	20.4	○	○
A1-17	273	267	23.5	26.3	○	○
A1-18	273	257	23	31	○	○
A1-19	267	242	23	35.5	○	×
A1-20	271	228	23.8	37.8	×	×
A1-21	277	229	24.6	39.8	×	×
A1-22	273	243	24.8	35.3	○	×
A1-23	143	143	6.9	6.9	○	○
A1-24	279	269	23.3	32.1	○	○
A1-25	220	220	13.2	13.4	○	○
A1-26	255	255	17	17	○	○
A1-27	275	269	22.8	24.4	○	○
○ き裂無し ▲ き裂有り ● 破断 A1-28	275	271	23.8	27.2	○	○

表 4.1.2 負荷速度の影響　A2 SCM435 1000MPa 230mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
A2-6	155	155	6.6	6.6	○	○
A2-7	229	228	11.7	11.9	○	○
A2-8	259	259	15	15.2	○	○
A2-9	288	286	22.8	26.8	○	○
A2-10	286	280	24	26.4	○	×
A2-11	290	277	25	32.4	○	×
A2-12	294	263	23	36	○	○
A2-13	292	212	25.3	48.3	○	×
A2-14	298	247	27.8	44.4	×	×
A2-15	275	165	25	59	○	×
A2-16	292	157	23.8	65.6	○	×
A2-17	282	206	28.2	52	×	×
A2-18	263	263	17	17	○	○
A2-19	298	298	22.8	23.6	○	○
A2-20	298	290	24.4	27.4	○	×
A2-21	290	280	25.7	29.5	○	○

図4.1.2 溶融亜鉛浴内での荷重−たわみ曲線

○ き裂無し

▲ き裂有り

● 破断

表 4.1.3 ぬれ性の影響（ﾌﾗｯｸｽなし）A3 SCM435 1000MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
A3-4	265	265	19.3	20.5	○	○
A3-5	169	169	9.2	9.2	○	○
A3-6	286	280	23.6	29.4	○	×
A3-7	275	255	24.3	36.1	×	×
A3-8	275	245	24.5	32.9	×	×
A3-9	277	275	25.8	30.0	○	○

表 4.1.4 焼戻強度の影響　A4 SCM435 700MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
A4-9	96	96	5.5	5.5	○	○
A4-10	163	163	10.5	10.5	○	○
A4-11	194	194	15.2	15.6	○	○
A4-12	210	210	20.7	20.9	○	○
A4-13	212	204	22.8	25.2	○	○
A4-14	218	208	23.7	30.5	○	○
A4-15	214	198	25.9	35.7	○	○
A4-16	214	192	25.8	40.6	○	×
A4-17	212	177	22.7	46.1	○	×
A4-18	206	157	22.7	50.4	○	×
A4-19	210	147	25.8	56.2	○	×
A4-20	214	151	26.1	55.5	○	×
A4-20’	208	122	26.3	61.3	○	×
A4-21	208	137	25.7	55.7	○	×
A4-22	212	157	27.2	53.0	○	×
A4-23	214	178	27.8	46.5	○	×
A4-24	214	188	28.9	42.3	○	×

表 4.1.5 焼戻強度の影響　A5 SCM435 1600MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
A5-9	104	104	6.5	6.5	○	○
A5-10	190	190	10.7	10.7	○	○
A5-11	235	235	14.6	15.2	○	○
A5-12	263	263	21.0	21.0	○	○
A5-13	267	267	24.2	25.8	○	○
A5-14	265	249	26.4	30.6	○	×
A5-15	271	261	26.4	31.9	×	×
A5-16	277	259	26.9	32.9	○	×
A5-17	273	273	25.8	27.6	○	○
A5-18	271	271	22.4	22.6	○	○
A5-19	263	263	18.5	19.5	○	○
A5-20	204	204	12.2	12.2	○	○
A5-21	129	129	6.7	6.7	○	○
A5-22	47	47	2.7	2.7	○	○
A5-23	263	259	32.1	34.1	×	×
A5-24	265	200	26.2	42.6	×	×

図4.1.5 溶融亜鉛浴内での荷重−たわみ曲線

○ き裂無し

▲ き裂有り

● 破断

表 4.1.6 負荷速度の影響　B1 SUP6 1600MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
B1-16	247	143	26.2	61.2	○	○
B1-17	173	173	10.7	10.7	○	○
B1-18	239	239	20.5	20.5	○	○
B1-19	243	235	26.9	28.9	○	○
B1-20	239	202	24.6	40	○	○
B1-21	243	165	28.7	51.5	○	○

	図4.1.6 溶融亜鉛浴内での荷重−たわみ曲線

表 4.1.7 負荷速度の影響　B1 SUP6 1600MPa 230mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
B2-9	110	110	6.4	6.4	○	○
B2-10	202	202	11	11	○	○
B2-11	237	237	16.3	16.3	○	○
B2-12	211	211	12	12	○	○
B2-13	277	277	22.8	22.8	○	○
B2-14	275	275	27.6	28.8	○	○
B2-15	277	271	24	29.8	○	○
B2-16	275	255	24.5	34.3	○	○
B2-17	271	226	27.4	41.6	○	○
B2-18	273	204	26.4	46.8	○	○
B2-19	275	192	27.2	51.6	○	○
B2-20	271	169	23.7	57.2	○	×
B2-20’	267	153	26.6	61.5	○	×
B2-21	267	171	25	58.2	○	○
B2-22	271	173	28.6	57.6	○	×
B2-23	271	204	25.6	47.4	○	○
B2-24	267	231	26.3	41.4	○	○

表 4.1.8 負荷速度の影響　C1 SS41 640MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
C1-1	116	69	22.6	61.4	○	○
C1-2	137	82	25.5	61.3	○	○

表 4.1.9負荷速度の影響　C1 SS41 640MPa 230mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
C2-6	145	90	22.7	62.3	○	○
C2-7	129	80	22.6	59	○	○

表 4.1.10 V溝試験片負荷速度　A1 SCM435 1000MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
A1-17	164	164	7.2	7.2	×	−
A1-18	165	165	8.7	8.7	×	−

表 4.1.11 V溝試験片負荷速度　A2 SCM435 1000MPa 230mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
A2-17	178	178	7.5	7.5	×	−
A2-18	209	209	10.6	10.6	×	−

表 4.1.12 V溝試験片負荷速度　B1 SUP6 1600MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
B1-7	127	126	8.3	8.5	×	−
B1-8	124	124	8.6	8.6	×	−

表 4.1.13 V溝試験片負荷速度　B2 SUP6 1600MPa 230mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
b2-18	137	137	6.5	7	×	−
B2-19	126	126	6.8	6.9	×	−

表 4.1.14 V溝試験片負荷速度　A1 SCM435 1000MPa 40mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
C1-3	129	82	21.5	60.9	○	−
C1-4	133	82	21.8	61.4	○	−

表 4.1.15 V溝試験片負荷速度　A2 SCM435 1000MPa 230mm/min

試験片 番号	最大荷重 N	最終荷重 N	最大たわみ mm	最終たわみ mm	浴内 破断	亀裂の有無
C2-3	143	92	22.4	61.8	○	−
C2-4	126	78	23.3	61.3	○	−

4.2 U溝、V溝付試験片実験結果

本文3.2、表3.2.4〜3.2.7に示した試験片を使用し、４点曲げ試験機で実験した結果を表とグラフに表したものが下記の表4.2.1〜4.2.4、 図4.2.1〜表4.2.5である。

図4.2.1はＶ溝試験片及びＵ溝試験片の大気中及び773K(500℃)の溶融亜鉛浴内での４点曲げ試験における応力−たわみ曲線の比較をである。図4.2.2は溶融亜鉛浴内における代表的なＵ溝試験片の荷重−ｔ曲線の測定例であり、図4.2.3はＶ溝試験片の測定値である。図4.2.4は図4.2.2と図4.2.3に示した測定例を含め、それらの結果を整理し、溶融亜鉛浴内における初期負荷応力と破断時間の関係を示したものである。図4.2.5は大気中における初期負荷応力と破断時間の関係を示している。

表 4.2.1 U溝試験片 荷重−たわみ曲線(W-e曲線)

試験片記号	最大荷重、応力		最大荷重時変位mm	最大変位mm	破断変位mm	破断	No.
	N	MPa
U-02	1635	2573	6.36	25.76	25.76	B	26
U-03	1623	2849	4.86	25.66	25.66	B	27
U-24	1736	3018	7.40	23.60	23.60	B	53
(A)	1629	2873	5.61	25.71	25.71
U-04	883	1650	1.54	3.30	1.84	B	28
U-08	872	1601	1.28	4.50	1.70	B	29
U-23	854	1580	1.34	3.58	1.58	B	30
U-20	843	1467	3.24	4.80	3.72	B	31
U-09	696	1533	1.36	3.68	1.48	B	32
U-11	789	1380	1.34	3.76	1.56	B	33
U-18	789	1448	1.28	4.50	1.64	B	34
U-12	677	1316	1.12	3.72	1.42	B	35
U-13	725	1232	1.82	1.90	1.90	B	36
(B)	786	1467	1.39	3.62	1.64
(B/A)%	48.2	51.1	24.8	14.1	6.4
U0-14	578	1047	1.60	4.20	2.00	B	37
U5-19	578	1081	1.00	5.60	1.40	B	38

表 4.2.2 U溝試験片 荷重−時間曲線(W-t曲線)

試験片 記号	最大荷重、応力		最大荷重 N	最大時間sec	破断時間sec	破断	送り速度 mm/sec	No.
	N	MPa
Ut-25	1015	1896	981	662.0	662.0	N	0.05	57
Ut-26	1368	2867	1250	522.0	522.0	N	0.05	58
Ut-27	1279	2633	1186	540.0	540.0	N	0.05	59
Ut-28	1363	2738	1274	539.0	539.0	N	0.05	60
Ut-16	745	1367	0	55.3	55.3	B	0.10	39
Ut-21	677	1184	0	168.6	168.6	B	0.10	40
Ut-15	613	1069	0	19.6	11.7	B	0.10	41
Ut-17	603	1003	0	198.7	198.7	B	0.10	42
Ut-06	539	1019	0	15.0	1.0	B	0.05	43
Ut-07	529	977	0	241.6	241.6	B	0.05	44
Ut-22	451	811	0	171.0	171.0	B	0.05	45
Ut-05x	407	740	211	476.0	476.0	N	0.05	46
Ut-10	319	589	221	386.0	386.0	N	0.05	47

表 4.2.3. V溝試験片 荷重−たわみ曲線(W-e曲線)

試験片記号	最大荷重、応力		最大荷重時変位mm	最大変位mm	破断変位mm	破断	No.
	N	MPa
V-01	1638	2836	2.6	20.2	20.2	B	1
V-30	1598	3179	1.94	19.8	19.8	B	51
V-31	1672	3119	2.36	20.5	20.5	B	52
(A)	1636	3044	2.30	20.17	20.17
V-11	473	979	0.78	4.8	1.12	B	2
V-16	471	994	0.72	4.36	1.12	B	3
V-12x	559	1203	0.98	4.9	1.26	B	4
V-15	412	862	0.78	4.52	1.08	B	5
(B)	452	945	0.76	4.56	1.11
(B/A)%	27.6	31.0	33.0	22.6	5.5
V0-20	745	1666	1.76	4.26	2.42	B	6
V0-13	471	993	0.76	3.16	1.10	B	7
V0-24	436	966	1.28	3.14	1.88	B	8
	551	1208	1.27	3.52	1.80
V5-04	476	1008	0.92	4.00	1.12	B	9
V5-08	465	990	0.84	3.34	1.08	B	10
V5-18	446	895	1.18	3.82	1.38	B	11
	462	964	0.98	3.72	1.19

表 4.2.4. V溝試験片 荷重−時間曲線(W-t曲線)

試験片 記号	最大荷重、応力		最大荷重 N	最大時間sec	破断時間sec	破断	送り速度 mm/sec	No.
	N	MPa
Vt-29	1491	3146	1378	542.0	542.0	N	0.05	54
Vt-32	1446	2932	177	576.0	576.0	N	0.05	55
Vt-33	1039	2221	1000	532.0	532.0	N	0.05	56
Vt-07	559	1172	0	18.2	18.2	B	0.05	13
Vt-03	451	902	0	24.6	24.6	B	0.05	14
Vt-19	427	916	0	22.8	22.8	B	0.05	15
Vt-25	422	912	0	9.2	9.2	B	0.05	16
Vt-10	407	854	0	196.0	196.0	B	0.05	17
Vt-09	407	870	0	168.0	168.0	B	0.05	18
Vt-12x	402	876	0	222.4	222.4	B	0.05	19
Vt-12x’	343	865	0	172.6	172.6	B	0.05	20
Vt-14	343	722	186	405.4	405.4	N	0.05	21
Vt-06	338	670	0	268.2	268.2	B	0.05	22
Vt-17	319	636	0	304.0	304.0	B	0.05	23
Vt-05	250	374	118	265.0	265.0	N	0.10	24
Vt-23	132	285	64	386.0	386.0	N	0.05	25

4.3 断面の観察結果

4.3.1 丸棒試験片の断面観察

　4.3.1(a) き裂部破面及びき裂部組織の観察

溶融亜鉛浴内で４点曲げ試験を行った試験片を、引張試験によって破断させ破面観察を行った。その結果、溶融亜鉛浴内での４点曲げ試験中に発生したき裂は、曲げ外側面に線軸に対して直角に発生しており、線表面に対して垂直に生じていた。また、写真4.3.1 に示すようにき裂は半円状の形をしており、試験片断面の中心に向かって放射状に進展していた。Rostokerらは¹⁰⁾適当な液体金属の存在下で固体金属が引張応力を受けるとしばしばぜい性的な破壊が観察され、多くの場合破壊は降伏点あるいは多少塑性変形した後に起こり、破壊面は巨視的には応力軸に垂直であると述べている。

ＳＥＭにより破面を観察したところ、溶融亜鉛浴内での曲げ試験で発生したき裂部は、写真4.3.2 のように粒界割れ破面を生じており、ＥＰＭＡにより亜鉛の面分析を行ったところき裂部には亜鉛が付着していた。一方、溶融亜鉛浴内で４点曲げ試験後の引張試験によって破断した部分はディンプルからなる延性破面をしており、亜鉛の付着はなかった。これらの結果は、ボルト試験片での冷却過程で発生したき裂の破面観察結果と一致していた｡^15)〜18)

き裂部断面を光学顕微鏡及びＥＰＭＡで観察したところ、き裂部には表面の溶融亜鉛が流れ込んでおり、写真4.3.3のようにき裂内部を亜鉛が満たしていた。また、き裂内部に流れ込んだ亜鉛は、試験片表面のめっき層と同じFe-Zn合金層を形成していた。めっき浴浸漬後の冷却過程で発生したき裂の場合、き裂内部に流れ込んだ溶融亜鉛はFe-Zn合金層を形成せず亜鉛のままの状態で凝固していた。すなわち、き裂部の組織状態によってき裂発生時期を特定することができ、本試験片に発生したき裂は溶融亜鉛浴に浸漬中に発生したものであった。しかし、それらのき裂の破壊面は、巨視的には応力軸に垂直であり、ぜい性的な粒界割れであること、粒界割れからなるき裂部の先端まで亜鉛が侵入し付着していることなど、き裂の主要な特徴はまったく同じであった｡

写真 4.3.1(a) 溶融亜鉛浴内での4点曲げ試験中に

発生したき裂断面

写真 4.3.1(b) 溶融亜鉛浴内での4点曲げ試験中に

発生したき裂断面

写真 4.3.2 き裂部の粒界割れ破面

写真 4.3.3 溶融亜鉛中での曲げ試験により

　　　　　　　　　　　　発生したき裂（試料B）

4.3.1(b) 溶融亜鉛ぜい化割れの発生過程及び進展状態の観察

　丸棒試験片を使用した実験では､溶融亜鉛浴内で試験片に曲げ応力を徐々に加え、どの時点でき裂が発生するかどうかを引張強さや負荷速度または鋼種の違いによって比較した。本項では、試験片切断面の走査型電子顕微鏡による観察によって、き裂はどのような過程を経て発生するのか検討を行った。観察を行った試験片は、溶融亜鉛浴内４点曲げ試験において破断に至る前の任意のたわみで試験片への負荷を止めた中断法によって作成した試験片で、第３章3.2項で用いた試験片をそのまま使用した。

4.3.1(c) き裂発生過程の分類

　き裂が発生するまでの過程は、試験片の種類によって程度に差はあるものの３段階に分類することができた。表4.3.1にその分類を示す。

　

表4.3.1 き裂発生過程の分類

4.3.2 溝付試験片の破断面観察

V溝試験片、U溝試験片の破断面観察は、本文第３章、図3.2.4〜3.2.7に示した大気中の曲げ試験によって得られた試験片、すなわち、溶融亜鉛浴内の荷重−たわみ曲線を測定するための試験で破断した試験片及び、溶融亜鉛浴内で荷重−ｔ曲線を測定するための試験で破断した試験片を走査型電子顕微鏡で観察することによって行った。写真4.3.4(a),(b),(c)は、それらの代表的な破面写真である。

写真4.3.4(a) 破断面（大気中 荷重−たわみ曲線測定試験）

大気中の曲げ試験によって破断した試験片は、(a)に示すように全面がディンプルからなる延性破面であった。また、溶融亜鉛浴内の荷重−たわみ曲線を測定するための試験で破断した試験片と溶融亜鉛浴内で荷重−ｔ曲線を測定するための試験で破断した試験片は全面が(b)、(c)に示すように溶融亜鉛ぜい化割れの特徴的な破面である粒界割れを生じていた。また、写真4.3.4の(b)と(c)は、破面に付着している亜鉛を希塩酸で除去した後観察した破面である。そのため、破面は亜鉛によって腐食を受けており、あまり明確な粒界割れをしていなかった。そこで、折損部付近の旧オーステナイト結晶粒界をGh法＊）によって、現出し、き裂の進展経路を調べたところ、写真4.3.5に示すようにき裂は粒界を進展していることが確認された。

写真4.3.4(b) 破断面（溶融亜鉛浴内 荷重−たわみ曲線測定試験）

写真4.3.4(c) 破断面（溶融亜鉛浴内 荷重−ｔ曲線測定試験）

図4.3.5　結晶粒界のき裂の進展

4.4 表面の観察結果

4.4.1 丸棒試験片表面の観察

溶融亜鉛浴内での４点曲げ試験の結果得られた前4.1節、図4.1.1〜4.1.7の荷重−たわみ線図にき裂発生過程の３段階を重ねて表示したものが、次の図4.4.1〜4.4.6である。実験においてこれらの試験片は破断に至る前の任意のたわみで試験片への負荷を止めた中断法によって作成された。

表面観察のために、希塩酸で全ての試験片の亜鉛を除去し、断面と同様にSEMを使用し観察した。

		図4.4.2 溶融亜鉛浴内での荷重−たわみ曲線
				第�V段階 き裂発生から破断
			A4試験片

		第�U段階 結晶粒界の選択的腐食
図4.4.3 溶融亜鉛浴内での荷重−たわみ曲線

図4.4.5 溶融亜鉛浴内での荷重−たわみ曲線

	図4.4.6 溶融亜鉛浴内での荷重−たわみ曲線

図4.4.1〜4.4.6中の各き裂発生過程の試験片の代表的な写真を写真4.4.1〜4.4.3に示す。図4.4.7は丸棒試験片の観察部位を示したものである。

写真4.4.1(a),(b),(c)は、表4.1.4と図4.1.4に示した試験片A4−9の表面の状態を示している。この試験片は材質がSCM435で引張強さが700MPa、負荷速度40mm/minで実験した結果得られたものである。

(a)は、曲げ外側の状態を示すものであるが、ここでは鋼表面がほぼ一様に腐食を受けていることがわかる。しかし、粒界の腐食は見られない。(b), (c)は中間付近、内側の状態であるが、ここにも同様に全面の腐食がみられる。これはき裂発生過程の第Ｉ段階の領域に入っており、断面の観察結果と一致する。この範囲は負荷の開始からたわみが20mm程度になるまでの間であり、試験片が多少塑性変形生じた付近であった。

写真4.4.2(a),(b),(c)は、A4−12の試験片の観察結果である。(a)は試験片の外側であるが、ここには全面に粒界の腐食がみられる。溶融亜鉛浴内での試験片の曲げ試験における荷重−たわみ線図では、鋼が塑性変形を開始し、更に塑性変形が進行している領域であった。(b)の曲げ中間付近、(c)の曲げの内側では、曲げの外側で観察されたような粒界の選択的腐食はみられない。このことは、粒界の選択的腐食は塑性変形を生じ、かつ引張応力が作用している部分には発生するが、曲げの中間付近や、内側のように圧縮がかかる部分には発生しないことを示している。

写真4.4.3(a),(b),(c)は、A4−22の試験片の観察結果である。試験片外側表面の状態を示した(a)からは、粒界の選択的腐食は写真4.4.2(a)より、いっそう進み、結晶粒界の隙間が腐食によって大きくなっていることがわかりさらに、き裂は結晶粒界に沿って発生していることが観察できる

写真4.4.4は、き裂と粒界の選択的腐食の区別を明確に定義するため、Ｇｈ法により、オーステナイト結晶粒の粒度をしらべたものである。試験片の結晶粒の大きさと比較すると、結晶粒度は、試験片の結晶粒と一致していた。

写真 4.4.5は、溶融亜鉛浴内の４点曲げ試験によって溶融亜鉛浴内で破断した試験片の表面であるが、き裂は折損部だけではなく、その近傍にもほぼ等間隔で多数発生しているのが観察される。これから、溶融亜鉛ぜい化によるき裂の発生は粒界割れからなるぜい性的破壊であるという特徴を持ちながら、き裂は最初に発生した位置で拡大し、破壊に至るのではなく、若干の塑性変形を伴いながら、同時に多数の位置でき裂が発生し進展するという特徴を持った破壊であることがわかる。

写真4.4.1(a) 　Ａ４−９試験片外側表面　

写真4.4.1(b) 　Ａ４−９試験片中間部表面　

写真4.4.1(c) 　Ａ４−９試験片内側表面　

	写真4.4.2(a) 　Ａ４−１２試験片外側表面
写真4.4.2(b) 　Ａ４−１２試験片中間部表面

写真4.4.2(c) 　Ａ４−１２試験片内側表面　

写真4.4.3(a) 　Ａ４−２２試験片外側表面
	写真4.4.3(b) 　Ａ４−２２試験片中間部表面

写真4.4.3(c) 　Ａ４−２２試験片内側表面

写真4.4.4 　試験片の結晶粒界（Ｇｈ法）　

4.4.2 溝付試験片表面の観察

以下に溝付き試験片の代表的な写真を示す。写真4.4.5(a),(b),(c)はＶ溝試験片、V-20の観察結果であり、写真4.4.6(a),(b),(c)は、Ｕ溝試験片、U-12の観察結果である。これらの試験片は、大気中の曲げ試験によって破断した試験片、つまり、溶融亜鉛浴内の荷重−たわみ曲線を測定するための試験で破断した試験片である。

これらの写真は、溶融亜鉛浴内での破断した試験片のV溝、Ｕ溝試験片の断面から底部そして外側までの表面状態を、希塩酸で亜鉛を除去した後SEMで観察した写真である。写真4.4.5(a)と4.4.6(a),(b)は破断面の写真であるが、破断部付近にき裂の発生があり結晶粒界に沿って割れを生じている。写真4.4.5(b)と4.4.6(c)は、V溝、Ｕ溝試験片の溝底部における表面状態を示すが、破断部付近には結晶粒界に沿って生じた割れが存在する以外に、V溝底部付近の表面が亜鉛によって選択的に腐食を受け、鋼表面の結晶粒界に隙間ができているのが観察された。これは、前項4.3.1における溶融亜鉛ぜい化割れのき裂発生過程と進展状態の観察結果と一致するところがある。しかし、写真4.4.5(d)と4.4.6(d)が示すように、応力が低くなる表面近くになると粒界の選択的腐食は見ることができない。

荷重−ｔ曲線の測定では、溶融亜鉛浴内での最大荷重より低い荷重に負荷した後、その状態で数秒間保持されるため、前項で述べたき裂発生過程の３段階の第�U段階と第�V段階が明確に現れていた。Vladimirov¹⁹⁾は、液体金属ぜい化の一つである液体ガリウムによるアルミニウムのぜい化に関する研究の中で、アルミニウム粒界へのガリウムの浸透は、拡散によるものではなく、粒界腐食によるものであるという見解を述べている。

写真4.4.5(a) 　Ｖ−２０試験片破断面　

写真4.4.5(b) 　Ｖ−２０試験片Ｖ溝底部表面

写真4.4.5(c) 　Ｖ−２０試験片中間部表面　

写真4.4.5(d) 　Ｖ−２０試験片外側表面　

写真4.4.6(a) 　Ｕ−１２試験片断面　

写真4.4.6(b) 　Ｕ−１２試験片破断面　

写真4.4.6(c) 　Ｕ−１２試験片溝底部表面

写真4.4.6(d) 　Ｕ−１２試験片外側表面

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＊）JIS G0551に規定されている鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法の熱処理粒度試験方法の一種で焼入焼戻し法をいう。この方法は径又は対辺距離10〜15mm、長さ10〜15mmの試験片を所定の焼入温度に所定時間保持し、適切な方法で完全に焼入れし、適正な温度で１時間以上焼戻しした後急冷する。冷却後試験片の表面を研磨仕上げし、硝酸アルコール溶液または塩化第二鉄1g、塩酸（比重1.18）1.5mlをエチルアルコール100mlに溶解して調整した腐食液で腐食し、粒度を顕微鏡で測定する。記号Ghで現す。