1994 Fiscal Year Annual Research Report
核融合炉候補材タングステン焼結合金の熱衝撃強度の破壊力学的評価
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05650103
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| Research Institution | Nagaoka College of Technology |
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Principal Investigator |
小林 訓 長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (30042782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武藤 睦治 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (00107137)
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| Keywords | 焼結合金 / 高温 / 強度 / 熱衝撃 / フラクトグラフィ / 破壊 / タングステン / 切欠き |
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| Research Abstract |
昨年度に引き続き、タングステン含有率93.0および97.2%(wt%)のW-Ni-Fe焼結合金を製造し、以下の研究を行った。
1.タングステン焼結合金の高温特性について、破面の破壊形態および破面近傍のタングステン粒子の変形状態を調べた。その結果、タングステン粒のへき開破壊の割合およびタングステン粒子の変形は300〜600℃の温度範囲で大きくなり、昨年度調べた本合金の変形特性とよく対応していた。これらの結果は日本材料学会誌に投稿中である。
2.破壊力学評価に関する切欠きおよびそこから発生するき裂の特性を調べるために、前述の2種類のタングステン焼結合金の切欠き試験片を三点曲げ試験した。切欠き半径1〜100mmの試験片については切欠き底から発生するき裂の発生・進展状況を電子顕微鏡を用いて観察した。そして、き裂発生荷重の切欠き半径の影響およびタングステン含有率による変化を明らかにし、設計・使用上の試料を得た。これらの結果は日本機械学会の講演会で発表した。
3.タングステン焼結合金の熱衝撃強度について、800〜900℃の温度範囲で液体急冷法により繰り返し熱衝撃試験を行った。特に、タングステン含有率の高い材料では(1)タングステン粒子のき裂、(2)タングステン-タングステン粒界のはく離、(3)タングステンおよびマトリックス内のピッテングが観察された。
4.タングステン粒子のき裂発生およびそれに引き続くへき開破壊に関する力学的検討を行うために、弾・塑性有限要素法による解析を行った。それによると、タングステン含有率によりタングステンの破壊のメカニズムが異なることが明らかになった。
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