Clarification of fatigue fracture mechanism on dissimilar joint by FSW and improvement of reliability the joints

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04100
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: National Institute of Technology, Toyama College
• Principal Investigator: Okane Masaki 富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (90262500)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: FSW / 異種金属接合体 / 展伸アルミニウム合金 / ダイカスト用アルミニウム合金 / 鉄鋼材料 / A6063 / ADC12 / S45C

Outline of Final Research Achievements

In this study, dissmilar joints of expanded aluminum alloy and steel, and joints of die-cast aluminum alloy and steel were prepared by friction stir welding (FSW) at first. The fatigue tests were carried out for clarifying basic fatigue strength properties and for investigating the fatigue fracture mechanisms under micro scale of both joints. Further, the microstructural differences between the expanded Al alloy and the die-cast Al alloy before and after the FSW and the effect of microstructure on the fatigue fracture mechanism were also investigated.

Free Research Field

材料強度学，破壊力学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

摩擦攪拌接合（FSW）は，従来の溶接では事実上不可能とされた，異種金属の接合を実現できる技術であり，各種の機械構造物において，複数種類の材料を，適材適所で使用するマルチマテリアル構造の実現に，必要不可欠な技術として期待されている。本研究では，世界に先駆けて，FSWによる異種金属接合体の疲労強度特性を系統的に検討しており，新規性が高く，学術的な意義も大きいものと思われる。また，機械構造物を設計するためには，あらかじめ疲労強度特性の検討が必要不可欠なことから，本研究で得られた結果を，今後の機器設計に活かせる可能性があること等，社会的な意義も大きいものと思われる。