高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 保安管理技術 練習問題 第5問: 金属材料の疲労とその防止について、正しいものはどれか。

「疲労き裂は、初めはゆっくり進み、荷重を支える断面が減って局部の応力が増すと速く進む」が正しい記述です。疲労は、繰り返しかかる応力によって小さなき裂が生じて少しずつ進み、最後に破断する現象で、き裂は微小なき裂・切欠き・表面の研削や機械加工の跡から生じやすくなります。

「延性よりも疲労強さと引張強さの高さをいちばんに求める」は誤りで、荷重の変動が大きく繰返しの回数が少ない配管では、高い延性がいちばんの要件です。疲労強さと引張強さの高い鋼が望まれるのは、荷重の変動が小さく繰返しの回数が多い機器です。

「破断の前に変形から気づきやすい」も誤りで、き裂に気づかなければ、破断の前の前触れはほとんどありません。「疲労限度より低くても…疲労で破断する」は逆で、軟鋼には、応力の最大値が疲労限度（何回繰り返しても壊れない応力の上限）より低ければ、繰返しを限りなく続けられるものがあります。

「通常の引張強さより十分に低ければ…疲労で割れることはない」も誤りで、疲労は通常の強さよりかなり低い応力の繰返しでも起こります。疲労は静的な強さより低い応力の繰返しで起こり、き裂は初めゆっくり進み、断面が減ると速く進みます。