2005 Fiscal Year Annual Research Report
アモルファス合金の疲労き裂進展機構および変形誘起結晶化の解明
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17560083
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
中曽根 祐司 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (10266918)
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| Keywords | Amorphous / Metallic Glass / Crystallization / X-ray Diffraction / Fatigue / Crack Growth / Striation / Crack Closure |
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| Research Abstract |
アモルファス合金は、その機械的特性、特に疲労特性は十分に明らかにされていない。そこで、本研究では、Zr基バルクアモルファス合金のき裂進展挙動を調べるとともに、き裂近傍や破面上の組織のX線回折解析を行い、強変形部における組織変化を調べることとした。供試材としては、金属鋳造法および高圧射出成形法で作製したYKK社製Zr基バルクアモルファス合金Zr_<55>Al_<10>Cu_5Ni_<30>を用いた。室温(297K)・大気中において、繰返し荷重速度5Hz、応力比R=σ_<min>/σ_<max>=0.1〜0.3の3段階に変化させて荷重制御の下で行った。試験中、適当な繰返し数間隔で試験機を停止させ、プラスチック・レプリカ法によりき裂進展挙動の観察および、き裂長の変化の計測を行い、き裂近傍にひずみゲージを貼り、き裂開閉口現象を測定した。き裂進展挙動は、き裂がランダムに配列した原子集団の中の最弱部を選択しつつ進むため、時には経路を変え、時には分岐し、また、時には停留するという、複雑な様相を呈した。このため、da/dN-ΔK線図は、破壊力学の分野でよく知られた単調に増加する逆S字型曲線で表されるのではなく、da/dNの値が上下動を繰返す複雑な挙動を示した。しかし、大局的には、da/dN-ΔK関係のプロット点は、今回試験したR値の範囲内では、R値によって大きく異なることはなく、ほぼ同じ位置にあることが分かった。なお、き裂開閉口現象は応力比R≦0.15の場合に観察されたが、R≧0.2の場合には観察されなかった。また、破面解析から、切欠底や介在物近傍等の強変形を受けた領域では、原子がランダムに配列しているアモルファス合金であるにもかかわらず、ストライエーション状模様が観察された。X線回折測定より、強変形によって、それらの箇所ではZr_2Cuへの局所的な変形誘起結晶化が起きていることが明らかとなった。
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Research Products
(3 results)
