2010 Fiscal Year Annual Research Report
超合金摩擦圧接異材継手の高温繰返し変形挙動の解明と疲労寿命評価モデルの構築
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21760069
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
阪口 基己 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (60452083)
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| Keywords | 超合金 / 摩擦圧接 / 異材継手 / 疲労 / 寿命予測 |
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| Research Abstract |
本研究では、固相接合法の一つである摩擦圧接法にて鍛造材と鋳造材からなる超合金異材継手を製作し、その高温下での繰返し変形挙動ならびに寿命特性を実験的に明らかにすることを目的としている。
昨年度は,Ni基超合金鍛造材(IN718)および鋳造材(MarM247)からなる異材継手に対し、クリープ疲労環境下での繰返し変形・破損挙動について精査し、強度低下の力学的要因を探求するとともに,異種母材間の熱膨張係数・熱伝導率の相違に起因する熱疲労破壊について実験的な検討を行った。その結果、異材継手の熱疲労寿命は両母材とほぼ同等となるのに対し、クリープ疲労環境下では異材継手の寿命が大きく低下することが明らかとなった.本年度は、それらの実験結果を踏まえ、接合プロセスにより生じる熱影響部ならびに熱機械的影響部における力学的特性についての基礎データを取得するとともに、それぞれの界面での力学的不連続性を考慮した弾粘塑性変形解析を行い、クリープ疲労環境下での材料の変形挙動について検討した。その結果、クリープ疲労環現下で異材継手の寿命が短くなる要因は、(a)異材継手では、負荷の繰返しにともない応力範囲と応力比が変化すること、(b)弾性追従機構にともないクリープ変形抵抗低い鍛造材側に非弾性ひずみが集中すること、(c)強度的な不均一性により鍛造材側の接合界面近傍にて静水圧応力が増大すること、によることが明らかとなった。
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