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材料の強度と破壊
| 実際に稼働する機械や装置の設計の際には，使用される環境条件下で強度として何を採用するか考慮すべき点は多くあります。例えば，原子炉の１次冷却水と２次冷却水の間で熱交換を行うステンレス製の細管は、つねに脈流する高圧すなわち荷重が繰り返し作用すします。また、高温状態、腐食条件下で使用され、さらに放射線の影響を受けながら稼働していることになります。すなわち、材料が繰返しの荷重を受け、低温，高温あるいは腐食環境下で使用され、さらに放射線につねにさらされています。 金属の結晶の物理的または機械的性質は、低温、高温、腐食環境、放射線環境では変化するのが普通であり、さらに，これらの複合条件下で使用される場合には，材料はその性質を，室温の通常の場合と異なり，一般に，強度を低下させる方に変化します。また、後に解説するように、材料には必ず欠陥が入ってきます。降伏応力より低い繰り返しの荷重が作用して生ずる破壊、"金属疲労"はこのような欠陥等から微視き裂が成長して破壊が生じます。従って、設計技術者はこれらの現象を考慮した上で設計することが必要になってきます。このような複雑な条件下においては，材料の強さとして，降伏応力と引張強さを採用することは，安全性に問題が生じます。設計の立場から，このような複雑な条件を把握し，対応する使用材料の”適切な強度”を選択するためには、あらゆる環境下における材料の性質の変化を理解する必要があります。 材料の物理的性質、化学的性質の研究は、物理学や化学および物性学の分野であり、結晶の構造などは金属学の分野であり、機械的性質の研究は、材料力学、構造力学の分野が関係してきます。また、性質の変化は、原子の程度の大きさ（微視的）の視点から、目に見える寸法の大きさ（巨視的）の幅広い視点からの研究が必要となります。このように、いろいろな学問を有機的に結びつけ、より信頼性のある強度や機能性を求めるために生まれた学問が材料科学(Materials Science)です。 材料科学は、工学、理学はもちろん、医学の分野にまで必要とされている材料に関する総合学問です。多くの材料のうち、金属材料がもっとも多く使用されている材料であり学問も進んでいますので、金属を例に、金属の機械的性質（力が加わったときに示す性質）を解釈するのに必要な基本的知識から解説します |
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