2004 Fiscal Year Annual Research Report
ECCI法を用いた表面観察による転位構造解析とその疲労損傷評価への応用
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15360372
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
橋本 敏 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50127122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兼子 佳久 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40283098)
VINOGRADOV Alexei 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10283102)
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| Keywords | 金属疲労 / ECCI法 / 転位構造 / 固執すべり帯 / 非破壊的観察 |
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| Research Abstract |
疲労変形を受けた金属材料の組織は従来透過型電子顕微鏡(TEM)が用いられてきたが,Electron Channelling Contrast Imaging(ECCI)法ではSEMを用いるので表面近傍の転位組織を広範囲かつ非破壊的に観察できる特徴がある.この特徴を利用して,疲労変形を受けたステンレス鋼および銅の表面で観察できる全ての結晶粒の転位構造を観察し,ECCI法によっても従来TEMで観察されてきたベイン構造やはしご状の転位構造を持つ固執すべり帯(PSB)が画像化できた.観察の結果,疲労き裂の核となりうるPSBの形成には結晶方位はあまり関係なく,むしろ個々の結晶の大きさが関与しており,多結晶材料では大きな粒径の結晶に優先的にPSBが形成されることを見出した.また,焼鈍双晶の存在がPSBの形成に大きく関与しており,双晶面に平行にPSBが優先的に形成されたり,単結晶では形成されにくいすべり系のPSBが双晶面をはさんで連続する形態で形成されたりすることを確認した.また,TEM観察では難しかった疲労き裂の先端での転位構造の広範囲な観察を行った.き裂面がすべり面と一致しないいわゆるステージII型の疲労き裂ではその周辺の組織はセル構造でありその粒径はき裂面に近づくほど小さくなることを見出し,形成されるセルの大きさはその領域が受ける塑性ひずみ振幅の大きさに反比例することを見出した.一方,き裂面とすべり面が互いに平行であるステージI型の疲労き裂の前方にはき裂面と平行なPSBが存在し,き裂はそのPSBに沿って伝播していることが確認された.
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