熱間ダイス鋼の静的および疲労強度の異方性に及ぼす鍛造比の影響

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K03813
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 堀川 教世 富山県立大学, 工学部, 教授 (10363871)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 疲労強度 / 異方性 / 鍛造

Outline of Annual Research Achievements

R4年度は高鍛造比（25S）、中鍛造比（11S）、通常の鍛造比（6S）で製造されたSKD61の疲労試験を行いS-N線図を得ることを目標としたが、コロナ禍の影響で試験片の供給に時間がかかっているため、現在までに平面曲げ試験片を入手し、平面曲げで疲労試験を実施し、次の①、②の研究を実施した。①SKD61の静的強度に及ぼす鍛造比の影響②SKD61の疲労強度に及ぼす鍛造比の影響
研究の結果、①では、静的4点曲げ試験を行った結果、荷重－たわみの挙動は、鍛造比が変化してもおおよそ同じ挙動を示すことが分かった。すなわち、比例限度と曲げ強度は鍛造比に関係なくほぼ同じ値を示した。②では、繰り返し数が10^5回までのS－N線図を得ることが出来、応力振幅と破断寿命の関係は片対数紙上で直線により近似できることが分かった。また、鍛造比が高くなると、S－N線図上で直線は高サイクル側にシフトし、同一寿命における疲労強度は上昇することが分かった。破面観察の結果、疲労破面における破壊起点には介在物が観察された。介在物寸法を測定し、村上らの提案する介在物寸法をき裂長さと仮定した破壊力学パラメータ（応力拡大係数範囲⊿K）で整理したところ⊿K－N線図（片対数紙）において直線で近似できることが出来、疲労寿命が⊿Kで一義に統制できることが分かった。このことから、鍛造比が異なっても破壊は介在物支配型であることが明らかになった。また、鍛造比が高くなると、⊿K－N線図上における近似直線が高サイクル側にシフトしていた。このことは同一寿命において、鍛造比が高いくなると⊿Kは高くなることを示しており、鍛造比が高くなると、より高い⊿Kまで破壊が生じないことが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

R4年度は高鍛造比（25S）、中鍛造比（11S）、通常の鍛造比（6S）で製造されたSKD61の軸荷重での疲労試験を行う予定であったが、コロナ禍の影響で、試験片の供給に遅れが出ている。平面曲げの結果は、繰り返し数が10^5回の範囲ではS－N線図は明らかにしたが、それ以降の長寿命側は実験中である。軸荷重の実験は試験片待ちの状態であるが、曲げではおおむね達成できているため全体としては、遅れているが研究は進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

5年度はき裂進展試験を行う予定であったが、先ず、その前段階の軸荷重での疲労試験を開始し、S－N特性を明らかにする予定である。並行して、曲げ試験における10^5回以降の長寿命側の疲労試験と、疲労破壊起点周辺の元素分析を行い、鍛造比が高くなると疲労強度が高くなる理由を検討する予定である。

Causes of Carryover

試験片の供給が遅れており、加工費が次年度に持ち越された状態となっている。