材料の不具合調査・解析サービス

鉄鋼・鋳鉄・非鉄金属・複合材料等の不具合原因を究明します

材料の不具合、故障、破損破壊でお困りではないでしょうか。
工業製品や構造物の構成部品等に繰返し応力や、衝撃的荷重が負荷されれば破壊に至る場合があります。
オオスミでは、破壊破面、破断面、素材の物性等のあらゆる角度から詳細に調査解析し、事故に至った原因を究明致します。

不具合調査・解析例

資料採取から調査、調査解析結果報告および考えられる提案等まで行います。対策のご相談も対応させていただきます。

  1. 外観観察、調査部位の切断
  2. 破面マクロ、SEM観察調査(~50,000倍)
  3. 断面のミクロ組織(~1,000倍)観察
  4. 物性測定(硬度測定等)
  5. 成分の定量分析(ご要望により)
  6. 各データーの解析、報告書

※納期等は事前にご相談ください。

観察例

【鉄鋼材料】

【鋳鉄・非鉄金属・プラスチック材料】

技術者紹介

Q&A

部品が壊れたら、先ず最初に何を確認すればいいでしょうか?
部品にどのような素材が使用されているかを確認致します(ミルシートでの確認等)。
例:SS400、S45C、SUS304、6000系Al、鋳鉄、Al・Cu鋳物等々の素材名を確認下さい。
部品等が壊れた場合、どのような調査を行うのでしょうか?
①機械の使用環境を確認します。(運転状況、使用環境等々)
②破壊破面の形態から破壊の起点、破壊モードを調査します。
③破壊部の断面観察から、素材の異常有無を調査します。
④素材の物性を調査します。
⑤素材の化学的成分分析を調査します。(JIS規格との照合)
使用環境を確認することで、どのようなことが考えられますか?
運転状況、破壊に至るまでの経過時間で、破損部に過大な応力が負荷されたことが考えられます。また回転軸では軸の偏芯(ベアリング異常)が想定されます。
使用環境では、沿岸地区、化学工場、道路近傍等々においては腐食起因で破壊に至る場合があります。
破壊の破面調査では、どのようなことが解るのでしょうか?
破面の特徴には以下のパターンがあります。この破面を確実に調査することで破壊に至るモードが判明します。
・繰返し受ける応力(一定サイクル、不定期サイクル)負荷により破壊した場合は、ストライエーションと呼ばれる縞状の紋様が確認されます。これを疲労破壊破面と呼びます。
・常に引張応力(クリープ応力)を受け、この応力が素材の許容応力を超え破壊に至る場合は、ディンプルと呼ばれるゴルフボール表面のような紋様が確認されます。これを延性破壊破面と呼びます。
・衝撃的過大荷重を受けて破壊に至った場合は、素材の粒界を起点にへき開的に割れるパターンと粒界に破壊が伝播し割れるケースがあります。これらを脆性破壊破面と呼びます。
・また脆性破壊の中で、水素が起因して破壊に至る 擬へき開破壊破面とに区別されます(下図参照)。

断面でのミクロ組織観察では、どのようなことが解るのでしょうか?
組織現出には、試料を樹脂に埋込し研磨し組織を現出させます。(エッチング)
調査目的は、異常組織・結晶粒の異常有無、表面硬貨処理の正常適用確認を行い材料の健全性を調査します。(下図、代表的断面ミクロ組織参照)

素材の物性試験はどのような方法ですか?
素材の物性試験には、引張試験、曲げ試験等の静的試験と、疲労試験があります。試験はJISに準拠した試験片を用い行いますが、部品からでは試験片の採取は困難なことから、断面からマイクロビッカースで素材の硬さを測定し、その硬さから引張強度を換算する方法が一般的です。
素材の化学分析の目的は何でしょうか。また分析はどのような方法でしょうか?
分析の目的は、部品の設計仕様に合致した素材(JIS準拠)が用いられていたかの検証です。もし仕様と違った素材が使用されていた場合、破壊に要因になることも考えられます。
分析方法は、鉄鋼材料であれば蛍光X線、ICP分析法等で行い、樹脂系ではFT-IR等を用います。
報告書はどのような形式でしょうか?
オオスミの報告書は、調査内容・調査機器の開示、調査結果の詳細、結果結果の解析を網羅した結論をまとめとして推定致します。
また、考えられる対策案等々も提示します。
調査完了後の説明は可能でしょうか?
調査完了、報告書完成後は、お伺いまたは来社いただき調査の詳細をご説明させていただきます。
破損調査日数(納期)はどれくらい必要でしょうか?
一般的な破損調査日数(例えば、ボルトの破壊、ギアの破損等々)は、成約試料拝受後約10営業日を予定しています。
なお大型試料に関しては調査部位採取の切断が必要のため、別途ご相談のうえ進めさせていただきます。