1988 Fiscal Year Annual Research Report
一方向凝固超合金の高温繰り返し構成関係と寿命評価法の研究
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63460074
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
大南 正瑛 立命館大学, 理工学部, 教授 (60066587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大浜 信一 石川島播磨重工業(株), 航空宇宙事業本部, 部長
坂根 政男 立命館大学, 理工学部, 助手 (20111130)
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| Keywords | 高温 / 低サイクル疲労 / 一方向凝固 / 超合金 / 繰り返し構成関係 / 弾性定数 / 異方性 / ヤング率 |
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| Research Abstract |
ニッケル基一方向超合金MAR-M247の、結晶成長方向から0°,45°および90°の角度を有する3種類の試験片を、1175Kで全ひずみ制衝の高温低サイクル疲労試験を実施した。併せて、弾性異方性を考慮した応力解析を行い、実験結果と照合した結果、以下の事柄が明らかにされた。
(1)MAR-M247の高温低サイクル疲労寿命は、全ひずみ範囲による整理では、結晶成長方向からの角度θが0゜のものが最も高強度を示し、次いで、90゜,45゜の順となった。この原因は、θが45゜のものが最も大きな応力振幅が小さくなることによることが明らかにされた。
(2)低サイクル疲労寿命は、応力範囲による整理では、方位に関係なく整理することができた。
(3)これからの高温低サイクル疲労寿命および繰り返し構成関係に見られる異方性は、弾性定数異方性によるものであり、弾性定数は結晶成長方向からの角度θだけではなくその回りの解度φにも依存することが明らかとなった。また、φの影響はθの増加に伴い大きくなることが解析により示された。
(4)単結晶での弾性定数の方位依存性を考慮することにより、一方向凝固超合金の任意の方向における弾性定数E(θ,φ)を推定でき、さらに、繰り返し構成関係も精度良く推定することができた。また、解析より推定された応力振幅と上記(2)と組み合わせることによって、高温低サイクル疲労寿命も精度良く推定することができた。
(5)単結晶の弾性定数の方位依存性の解析から、繰返し構成関係の最大のバラツキ幅を推定することができ、さらに、高温低サイクル疲労寿命の最大のバラツキ幅も推定することができた。
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