2010 Fiscal Year Annual Research Report
高強度合金の低温疲労において形成する転位下部組織と応力集中のモデル化
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10J00088
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
盛田 元彰 横浜国立大学, 工学府, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | 内部疲労破壊 / 高サイクル疲労破壊 / Taylor理論 / α-チタン合金 / 高強度オーステナイト鋼 |
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| Research Abstract |
代表的な高強度合金において観察される内部疲労破壊形成のモデル化を行った。α-チタン合金(hcp構造)の内部疲労破壊起点部である{0001}ファセット面上では、塑性変形跡が観察される。これは、微小き裂の発生後、応力拡大係数範囲ΔK_Iの下限値ΔK_<th>以下で塑性変形に起因した微小き裂のき裂進展があることを示唆する。き裂を開口するモードとして、引張ならびにせん断の応力場を考え、それぞれの応力場に対する塑性変形を評価した。その結果、{0001}面上で、引張応力場は蓄積されるが、塑性変形は生じず、ファセット面上で観察された微小き裂進展時の塑性変形跡は引張応力場(Mode I)に起因する現象ではないことが分かった。せん断の応力場が存在する時、{0001}<11-20>の活動が非常に活発であり、転位によるシールディングが、き裂先端部で生じ易い。従って、ファセット面上で塑性変形を伴うき裂進展は、すべり変形によって形成される表面ステップと同様の現象で、せん断モード(Mode IIとMode III)において、{0001}<11-20>の活動によりき裂先端部で新たな面を形成させ、微小き裂を進展させた可能性がある。また、高強度化したオーステナイト鋼(fcc構造)においても、結晶粒界を起点部としたファセットが観察される。そこで、ひずみ不整合による粒界割れの新たな解析モデルを用い、評価した結果、粒界面を引き離そうとする応力場の存在を示した。
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