2003 Fiscal Year Annual Research Report
第二相分散材料の高温クリープにおける緩和過程の違いによる均一/不均一変形の実証
Project/Area Number |
14350374
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Research Institution | Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency |
Principal Investigator |
佐藤 英一 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙輸送研究系, 助教授 (40178710)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 裕之 弘前大学, 工学部, 助教授 (10225998)
川端 健詞 長岡技術科学大学, 機械系, COE研究員
北薗 幸一 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙輸送研究系, 助手 (20321573)
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Keywords | 高温クリープ / 金属基複合材料 / 拡散緩和 / 塑性緩和 / 内部応力 / マイクロメカニックス / EBSP |
Research Abstract |
金属材料の高温での強化法として、マトリクス中に第二相(強化相)を分散させる手法がある。分散強化合金と短繊維強化金属基複合材料はどちらもこのカテゴリーに属するが、その高温クリープ挙動は全く異なっている。これは、両相間の塑性ひずみ不一致が、前者では第二相周りの拡散(拡散緩和)、後者ではマトリクスの不均一なクリープ変形(塑性緩和)により解消されるという違いに由来する。しかしながら、現在実用化されつつある複合材料(例えばAl-Al_2O_3,SiO_2(w,p))では、材料作製で混入する微細酸化物やクリープ中の界面剥離等により、見かけ上分散強化合金と同一のクリープ挙動が観察されている。 本研究では、微細酸化物を含まず、界面が強固で、測定可能な拡散緩和速度をもつモデル材料としてTi-TiB(w) in situ複合材料を作製し、低応力域では完全拡散緩和によるべき乗則クリープ、中間応力域では拡散緩和律速による線形クリープ、高応力域では塑性緩和律速によるべき乗則クリープという、ひずみ速度と応力のS字状関係を観察した。それぞれの領域における各種変形パラメータ(応力指数、活性化エネルギー、体積分率依存性)も理論から予測される物と、定量的によく一致した。これは初めて2つの緩和プロセスによるクリープ挙動を検証したという点で画期的なものであると考える。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] K.Kawabata, E.Sato, K.Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Diffusional and Plastic Accommodation in Ti/TiB(w) In-situ Composites"Acta Materialia. 51. 1909-1921 (2003)
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[Publications] K.Kawabata, E.Sato, K.Kuribayashi: "Composite Weakening and Strengthening of Ti/TiB(w) Composite during Steady-state Creep at High Temperatures in the b-matrix region"Scripta Materialia. 50. 523-527 (2004)
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[Publications] 川端健詞, 佐藤英一, 栗林一彦: "緩和機構から見た金属基複合材料のクリープ挙動"まてりあ. 42. 578-584 (2003)