金属材料学と試験法 （〜2016入学者対象）

Metallic Materials and Testing （〜2016入学者対象）

994513H

井上　遼、佐々木　信也

佐々木信也，井上遼

2024年度前期

月曜3限

工学部　機械工学科

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

航空機、自動車、各種機械システムなどを安全でしかも性能よく、価格も安いものにするために、機械材料と特性及びその選び方、熱処理法、材料強度の試験法などの基礎的な知識を得ることができる。

機械システムを設計する際に必要となる金属，無機，有機および複合材料からなる機械材料に関する基本的な知識を習得することを目的とする．

現在の機械システムにおいて用いられている機械材料の種類及びそれらの基本的な性質について理解するととに，これらを適用する際の設計上の問題点等について理解すること．

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

「材料科学」を履修していることが望ましい。
期末試験を受けるためには12回以上出席する必要がある。
15分以上の遅刻は欠席とみなす。

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教科書の関連するところを読んでくること。レポートの課題についてよく理解し、簡潔に記述し、遅滞なく提出すること。レポートの控えを取っておくこと。参考書等の丸写しは大幅に減点される。

期末試験(60%)及び授業毎に課されるまとめのレポート(40%)により成績評価を行う。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

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日本機械学会「機械材料学」、門間改三著「鉄鋼材料学」実教出版、横山著「図解合金状態図読本」オーム社，竹村「現場の金属材料試験法」日刊工業。

1 　　構造材料の特性評価と特徴　　金属、高分子、セラミック、複合材料等の機械的、物理的、
　　 　　化学的、経済的性質と特徴、等を比較して各種材料の特長を把
握する。鉄鋼の製造法を学び材料産業への理解を深める契機と
する。教科書III編1,2,5,6,8章

2 　　合金の平衡状態図 　　二元合金の平衡状態図の基礎を学び、理解して鉄・炭素系合金
状態図が読めるようになる。教科書I編3,4章
　　 　　
3 　　結晶構造と同素変態 　　金属結晶構造の基礎を学び、金属材料の熱処理における拡散型
及びせん断型（マルテンサイト）変態の違いを理解して金属材
料を利用する際にいかに熱処理条件が重要であるかを理解す
る。教科書III編1章2,3節、

4 　　炭素鋼の分類と特性 　　鋼の炭素添加による強化法、炭素添加量と熱処理による特性
　　 　　変化について学び、鉄鋼が様々に分類され、それぞれの特性
　　　　　　　　　　　　　　　　　に応じた使い方を行う必要性を理解する。
　　　 教科書III編1章4〜9節
　　　　　　　　　　　　　　　　　
5 　　合金鋼の分類と特性 　　合金元素添加の目的を学び、熱処理による残留応力の発生原理
　　　　　　　　　　　　　　　　　とその影響およびその低減方法について理解する。合金添加と
　　　　　　　　　　　　　　　　　熱処理による析出強化のメカニズムを理解し、時効現象の活用
　　　　　　　　　　　　　　　　　事例を学び、金属材料の多様な特性についての理解を深める。
　　　　　　　　　　　　　　　　　教科書III編1章4〜9節

6 　　その他の鋼の強化法 　　金属材料の加工硬化と回復・再結晶による特性変化のメカニズ
　　　　　　　　　　　　　　　　　ムを学び、応用例としての加工熱処理などについて理解する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　教科書III編1章4〜9節

7 　　ステンレス鋼及び鋼の脆化　　高合金鋼であるステンレス鋼の分類と特徴について学び、それ
　　　　　　　　　　　　　　　　　らの様々な用途を知る。鋼の低温脆性、青熱・赤熱・焼き戻し
脆性について学び、鋼の特性の温度依存性について理解する。
教科書III編1章10〜12節

8 　　表面硬化法 　　表面硬化の目的と方法および硬化メカニズムについて学び理解
　　　　　　　　　　　　　　　　　する。例えば、浸炭、窒化、表面焼入れ、セラミック蒸着等。
　　　　　　　　　　　　　　　　　教科書III編3章

9 　　鋳鉄・鋳鋼 　　鋳造に用いられる鋳鉄の組織と特性について学び、様々な鋳鉄
　　　　　　　　　　　　　　　　　の強度と組織への影響因子について知ることで、それらの用途
　　　　　　　　　　　　　　　　　を正しく理解する。鋳鋼についても同様に理解する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　教科書III編1章13節

10　　材料の引張り性質 　　材料の機械的特性を調べる代表的な試験方法である引張り試験
　　　　　　　　　　　　　　　　　によって得られる材料の諸特性値について学びそれらを正しく
　　　　　　　　　　　　　　　　　理解する。圧縮、曲げ、ねじり試験とその意義について学ぶ。
　　 　　教科書II編1章

11　　硬さ試験　衝撃試験 　　硬さ測定の意義と測定法の種類・特徴を学び理解を深める。
　　 　　衝撃試験の意義と評価法についても学び深く理解する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　教科書II編2〜3章

12　　疲労１ 　　材料の疲労現象について学び理解する。S−N曲線、疲労限度線
　　　　　　　　　　　　　　　　　図の描き方や読み方を学び、設計応力を正しく設定出来るよう
　　　　　　　　　　　　　　　　　にする。教科書II編5章

13　　疲労２ 　　部材の形状、大きさ、表面性状が疲労強度に及ぼす影響を学
ぶ。一般的な変動荷重下での寿命予測法について学び深く理解
する。教科書II編5章

14　　クリープ　　　　　　　 　　金属材料のクリープ現象やクリープによる材料の損傷機構に
　　　　　　　　　　　　　　　　　ついて学び理解する。教科書II編6章

15　　非破壊検査 　非破壊検査の意義と検査法の種類・特徴について学び理解す
る。 教科書II編12章
　

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期末テストでは、レポートの課題が十分に理解され身に付いているかが試験される。

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