Verification of electroplastic effect and its mechanism under uniform current density using torsional deformation
| Project/Area Number |
21K03803
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
前野 智美 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80505397)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
|
|---|
| Keywords | 電気塑性効果 / 熱軟化 / ねじり / 圧縮 / 変形抵抗 / せん断応力 / アルミニウム / チタン / 水冷 / 電気塑性 / ねじり変形 / 加工硬化 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
金属材料に電流を印加した状態で塑性変形を加えると，変形抵抗が減少し，延性が向上する電気塑性効果が報告されている．しかしながら，引張変形などにおいては，断面積減少による電流密度の集中が生じ，ジュール発熱による影響を分離して検討するのが難しい．本研究では，丸棒試験片にねじり変形を与え，断面減少が生じない条件で電気塑性効果を検証する．電流印加条件が変形抵抗と延性に及ぼす影響について調査し，また，機械的特性や微細組織の変化から電気塑性効果の生じるメカニズムについて調査する．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度においては，チタン(Ti)材の電流印加ねじり試験を電流印加なしと比較するために，ホットガン加熱を用いた電流印加なしの温間ねじり試験を室温から260℃の範囲で実施した．せん断応力と試験片温度の関係を電流印加ありとなしにおいて比較した．いずれのひずみ域においても，温度上昇に対するせん断応力の低下が電流印加ありとなしで同様となった．Ti材の長手方向電流印加においてもアルミニウム（Al）材と同様に電気塑性効果は見られなかった．
これまでに，長手方向電流印加では電気塑性効果が確認されなかった．電流印加方向とせん断変形方向の関係を調査するために，半径方向通電のねじり試験をAl材において実施した．ねじり変形が大きく進んだγ=2において，電流印加ありではごくわずかに変形抵抗が増加した．
上下型をクロム銅電極とした電流印加圧縮試験を行った．圧縮では電流印加方向に対しせん断変形成分がほぼ45°となる．また，圧縮によって断面積は増加するが，電流密度が集中する問題は生じない．Al材では電流印加の有無で応力の差は生じなかった．また，Ti材においても応力低下はほとんど見られなかった．
これまでに，純Alおよび純Tiの電気塑性効果発現の検証を，電流密度変化の小さいねじり変形および圧縮を採用して検討した．電流印加はパルス電流などと異なり30 A/mm2以下の比較的低い電流密度を採用した．ジュール発熱および塑性発熱による温度上昇による軟化の影響を極力排除した．温度上昇が確認される場合は，電流印加ありとなしの試験を同温度で比較した．ねじり，圧縮いずれの結果からも電流印加による明瞭な応力低下は確認されなかった．これまでにいくつかの研究によって報告されている，「直流，数十A/mm2の電流印加」における変形抵抗の減少は，ジュール発熱による温度上昇による軟化を理由にするものと考えられる．
|
Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
