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令和7年度・基礎科目 I-4-3

金属材料

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解説

ポイント

金属材料の性質についての5つの記述から,誤っているものを選ぶ問題です。

考え方と解き方

結晶粒は細かいほど粒界が増え,変形をじゃまするので強くなります(ホール・ペッチの関係)。

これと逆のことを言っている記述を探します。

①:適切。硫黄を多く含む鋼は快削鋼と呼ばれ,硫化マンガンの粒が切りくずを切れやすくして削りやすくなります。

②:適切。体心立方の単位胞は,角の原子 8×(1/8)=1個と中心の1個で,合計2個です。

③:不適切。結晶粒を大きくすると粒界が減り,強度は下がります。強度を上げるには細かくします。

④:適切。加工硬化した金属を加熱して再結晶させると,ひずみのない結晶にもどり,延性が回復します。

⑤:適切。シャルピー衝撃試験は,切り欠きつきの試験片をハンマーで打ち割り,吸収エネルギーからじん性を調べる試験です。

  • 逆のことを言っているのは③。答えは ③ 結晶粒の粗大化

ほかの選択肢

①(硫黄 0.3%):硫黄はふつう鋼の不純物として嫌われますが,削りやすさの点では役に立つ元素です。「不純物=悪い」と決めつけないようにします。

覚えておくこと

  • 結晶粒は細かいほど強くてねばり強い(ホール・ペッチの関係)
  • 単位胞の原子数:体心立方は2個,面心立方は4個
  • 加工硬化した金属は,加熱して再結晶させると延性が回復する
  • シャルピー衝撃試験=じん性(ねばり強さ)の評価
  • 硫黄を加えた快削鋼は削りやすい

出典:令和7年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-4-3(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:化学・材料