Study on Improvement of Fatigue Crack Propagation Characteristics of High Strength Steel by Crystal Structure and Elongation

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26289338
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Naval and maritime engineering
• Research Institution: Ehime University (2018-2019); Nagasaki University (2014-2017)
• Principal Investigator: Katsuta Junichi 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20161078)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森山 雅雄 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (00240911)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 疲労亀裂 / 亀裂伝播 / 結晶組織 / 亀裂折れ曲がり / 伝播遅延

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to increase the fatigue crack propagation life of steel materials by increasing the elongation of steel materials, and by hard crystal structures during crack propagation, a crack propagate three-dimensionally.
It was clarified that the fatigue crack propagation life was improved by 50% when the elongation was improved. And when a fatigue crack propagates three-dimensional zigzag due to scattered hard crystal structures, the fatigue crack propagation life is 2.3 times as long as when the fatigue crack propagates straight.

Free Research Field

船舶海洋分野

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

船舶のような鋼構造物では，自然界から受ける変動荷重によって疲労破壊からは逃れることはできず，外力の大きさや順序も不明であるために，事前に疲労亀裂伝播寿命を予測することも困難である。そこで，いかなる状況であっても，従来よりも疲労亀裂伝播寿命が長くなる対策を施した鋼材について研究した。
その結果，鋼材の伸び性能を向上させることや硬い結晶組織によって伝播する疲労亀裂を3次元的に折れ曲がり伝播させることで伝播寿命が長くすることができることを確認した。このことは，力学だけでなく，使用する材料の結晶学的な配慮も行うと，構造物の疲労寿命向上に寄与できることを示すことができ，社会的意義も大きいと思われる。