磁気特性によるL1_2型金属間化合物の疲労変形と破壊機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450283
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 馬越 佑吉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00029216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 弘行 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60294021)
• Keywords: 金属間化合物 / 磁気異方性 / 転位 / 疲労 / 破壊 / 寿命

Research Abstract

L1_2型金属間化合物のうち、Ni_3FeならびにNi_3(Al, Ti)単結晶について疲労挙動、破壊機構を、疲労硬化・軟化曲線測定、透過電子顕微鏡による変形微細組織観察、磁気異方性を利用しての転位ならびに面欠陥観察を通じて明らかにした。Ni_3Feは不規則状態においては、繰り返し変形とともに単調に疲労硬化する。一方、規則状態では、疲労初期に硬化するが、その後疲労軟化を示す。この疲労軟化を示す場合、電子顕微鏡による変形微細組織観察の結果では、発達した固執すべり帯が形成される。磁気特性は、転位近傍の弾性応力場と磁気スピンとの相互作用による異方性と転位運動あるいは転位間に形成される逆位相境界部分での原子対の変化による特有の異方性を示す。その異方性を測定することにより、転位の種類、逆位相境界の観察が可能である。この測定手法を駆使し、疲労変形した各段階における変形組織を観察した結果、疲労初期には転位は逆位相境界を挟み、超格子部分転位対として運動する。しかし、疲労軟化段階では固執すべり帯の発達、逆位相境界の導入が磁気異方性観察から確認され、逆位相境界の局部的導入により不規則化が促進され、転位の運動抵抗の減少、疲労軟化へと移行することを明らかにした。また、この不規則化の局在が、不均一変形を助長し、クラックの発生、破壊へと繋がることを明らかにした。一方、Ni_3(Al, Ti)の降伏応力は中間温度領域で上昇し、いわゆる異常強化現象を示す。しかし、疲労強度は必ずしもこの降伏応力の温度依存性とは対応せず、変形微細組織の形成過程が重要な役割を演ずることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] H.Y.Yasuda, A.Sasaki, Y.Umakoshi, S.Takahashi: "Fatigue behavior and magnetic property of Ni_3(Al, Ti)single crystals deformed at high temperature"Scripta materialia. 44・6. 581-586 (2001)
• [Publications] T.Sakata, H.Y.Yasuda, Y.Umakoshi: "Formation of deformation bonds and precipitation of Ni_3A(δ')place in NiAl(β)-bosed single crystals"Intermetallics. 10. 139-147 (2002)
• [Publications] 馬越佑吉: "金属間化合物の疲労と破壊"科学と工業. 75・[6]. 261-265 (2001)
• [Publications] H.Y.Yasuda, R.Jinbma, Y.Umakoshi: "Cyclis deformation behaviour of δ'Ni_3(Al, Ti)single crystal containing disordered δ precrpitates"Acta materialia. 50. 161-169 (2002)