FFS評価のための高温クリープの加速挙動と組織変化の定量化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560597
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 佐藤 裕之 弘前大学, 理工学部, 助教授 (10225998)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮野 尚哉 立命館大学, COE推進機構, 教授 (10312480)
• Keywords: クリープ / 高温変形 / マグネシウム / アルミニウム / クリープ構成式 / 三次クリープ / 集合組織 / 最適化

Research Abstract

強化機構が単純で、加速クリープ挙動が明瞭に現れる固溶強化型合金である六方晶マグネシウム-アルミニウム合金のクリープ挙動を実験的に調べ、さらに加速クリープ挙動を解析した。いわゆるオメガ法に準じたひずみ速度-ひずみ指数則(以下、指数則)を用いて解析を行うための数値計算プログラムを作成し、解析した。
絶対温度で表した融点をTmとすると、約0.6Tmにおける定応力下の圧縮クリープでは、対数ひずみ速度は広いひずみ範囲でひずみに比例する場合があり、この場合にはクリープ曲線の大部分をオメガ法と同様の手順で整理できる。加速特性を反映している、加速因子と初ひずみ速度は、それぞれ応力依存性を持ち、変形機構の変化に対応してその応力依存性が変化する。初ひずみ速度の応力依存性は、立方晶のアルミニウム固溶体とほぼ等しく、最小ひずみ速度の応力依存性とは異なる。初ひずみ速度による応力依存性は、結晶構造によらず、変形の支配機構を強く反映することが示唆された。マグネシウム-アルミニウム固溶体では、溶質濃度によって指数則の成立するひずみ範囲が変化し、溶質濃度が高いと、指数則が明瞭に発現する条件が広くなる傾向が見いだされた。
加速因子と初期ひずみ速度は、それぞれ応力負荷前の組織・粒径に依存し、組織感受性を持つ。本系合金では、実験を行った範囲で、初期ひずみ速度の組織感受性に比較すると、加速因子の組織感受性は小さい。真ひずみで約0.4までの大きな変形に対して、オメガ法に準じた解析法がクリープ構成式を定める方法の一つとして適用可能であることを確認し、実用耐熱合金のクリープ解析に用いられている構成式に基づく解析と比較検討するための基礎的知見を得た。