2012 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ材料試験による複相金属材料の微視的変形・破壊機構の解明
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24360293
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
高島 和希 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (60163193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 光弘 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (80332865)
峯 洋二 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (90372755)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 構造・機能材料 / 機械的性質 / 材料組織 / 材料試験 / 破壊 |
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| Research Abstract |
複相金属材料の強靭化設計では、降伏から破壊に至る材料の変形過程において、各構成相及びその界面における微視的な変形挙動ならびにそのメカニズムの解明が必要とされる。しかしながら、複相金属材料の階層的な微視組織と局所的な変形機構に関して実験結果に基づいた研究は十分に行われていない。したがって、マルチスケール的な材料強靭化設計を行うためには、組織構成要素及び界面での局所的な強度、変形挙動を直接計測する必要がある。本研究では、申請者らが世界に先駆けて開発したナノメータレベルで試験片の表面変位及び局所的な歪計測が可能なマイクロ材料試験機を用いて、複相組織材料における降伏から破壊までの変形挙動の動的観察を行い、その変形機構の解明を行う。この目的を達成するために、平成24年度では、目的とする微視組織の局所的な変形挙動をその場観察できるように現有試験機の改良を行うとともに、白色干渉計により微小試験片の表面変位を計測し、局所的な微小領域の歪を計測する手法の開発を行った。次に、機械的性質が知られている金テープから微小引張試験片切り出し、改良した試験機を用いて、予備的な引張試験を行い、ひずみ及びその分布を計測することで装置の検証を行った。その結果、改良した試験機が当初の目標を満足していることが確認できた。そこで、複相組織を有する鉄鋼材料から、微小試験片を切り出し、その変形挙動を観察したところ、均一変形及び局所変形のその場観察を行うことができ、本試験法の有意性が確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、試験法の確立とその検証のみを目的としていたが、検証が早期に終了したため、次年度に予定していた異なる構成組織から構成される複相組織材料から切り出した微視試験片に対して引張試験を行い、降伏、加工硬化、破壊までの変形挙動の観察までを実施することができた。したがって、当初の目的以上の成果が得られていることから、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までに、目的とする微視組織の局所変形及び歪の計測法の開発を行うとともに、計測法の妥当性について検証した。そこで本年度は、組織形態の異なる複相金属材料の局所的な組織領域から切り出した微小引張試験片に対して、降伏、加工硬化、破壊までの局所領域における変形挙動の測定を行い、本計測手法の確立を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度においては、試験機検証用の微小試験片の作製数が当初計画より少なく実施できたため、基金分の直接経費を次年度へ繰り越して使用することにした。平成25年度では、試験片の作製本数が大幅に増えるため、繰り越し分と合算して使用する。これにより、効率的な研究を行うことが可能となる。
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