高分解能X線トモグラフィーを用いた複合組織鋼における疲労損傷発展の4次元解析

• Project/Area Number: 23KF0264
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 外国
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 田中 將己 九州大学, 工学研究院, 教授 (40452809)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TUBEI VALARY 九州大学, 工学研究院, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2023-11-15 – 2024-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2024: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 転位 / 結晶塑性 / 歪解析

Outline of Research at the Start

本研究は，自動車用鋼材の高寿命化を決定付ける因子である，「疲労亀裂発生の前駆段階」と発生初期の「短い亀裂」に着目し，放射光を用いた高解像度X線トモグラフィー，電子線トモグラフィー，デジタル画像相関法等を駆使して，亀裂進展に影響を与える組織の4次元解析(空間情報+時間発展) を行う．鋼やチタンに着目し，同時多発的に生じる損傷蓄積と亀裂発生との関係とを明らかにしようと試みる.

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、Ti-36Nb-3Zr-2Ta-0.2Oの組成を有するTi合金を用いた。試料は容体化処理したものと、溶体化後90%冷間圧延されたものを供試材年、微細構造は走査電子顕微鏡（SEM）と電子後方散乱回折（EBSD）によって求めた。引張試験を用いて、容体化処理材、冷間圧延材の力学特性を求めた。その結果、冷間圧延後に良好な延性と高い強度を示した。さらに、DIC法を使用して、弾性変形挙動における歪分布解析を行った。その結果、冷間圧延材における歪分布は不均一であり、荷重方向に沿って伸びた歪分布のサイズが元の粒径に影響される可能性が示唆された。また、本合金において除荷時に試験片内に広く塑性歪分布が残存していることを明らかにした。