Reexamination of macroscopic strength properties of bulk nanometals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14051
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Tokyo National College of Technology
• Principal Investigator: Koizumi Takayuki 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50814092)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: バルクナノメタル / アルミニウム合金 / ひずみ速度依存性 / 応力緩和 / 永久強度 / 非熱的応力 / 熱的応力

Outline of Final Research Achievements

Until now, many studies have been conducted on giant strain-worked metallic materials with a view to their application to structural materials, and most of the material strength evaluations have been based on the assumption of time-independent strength. However, it is now clear that giant strain processing imparts significant strain-rate dependence to metallic materials and increases time-dependent strength in industrial pure metals and some alloys, and that subsequent annealing at low temperatures significantly contributes to the reduction of strain-rate dependence.

Free Research Field

機械材料・材料力学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代の構造用材料とされるバルクナノメタルは巨視的強度特性の評価に関して以下の問題があった．①材料強度を構成する時間依存強度の影響を考慮しておらず，強化機構の正確な解明がされていない．②構造用材料に必要な強度を評価する際には，材料試験で得られた強度から時間依存強度と時間非依存強度が分離されていない．③次世代の構造用材料と考えられてきたにも関わらず，実際の構造物の設計時に必要となる時間非依存強度の定量的な評価が行われていない．本研究ではこれらの問題の解決に取り組むことで，極限的な設計を行うために必要な構造材料強度評価における新たな力学的特性値の提案と，その具体的な評価方法を確立するに至った．