Ultra-high cycle fatigue strength of hierarchical anisotropic nanostructured alloys by precision structural analysis
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22K03828
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
陳 強 九州大学, 工学研究院, 教授 (30264451)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 疲労 / 階層異方性 / 高サイクル / 精密構造解析 / マグネシウム合金 / 合金 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，Mg-Gd-Y-Zn-Mn系合金の超高サイクルにおける疲労損傷の素過程，すなわち１～数結晶粒程度の微小き裂の発生と伝ぱに着目し，疲労破壊のメカニズムに及ぼす階層異方性ナノ構造の影響，特に第二相であるラメラ状長周期積層構造相やキンク変形，柱面ナノサイズ析出物の影響を精密構造解析により解明する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
長周期積層構造(LPSO相)ラメラ組織と緻密なナノ析出物を含む階層的異方性ナノ構造を有するMg-RE合金を用いて超高サイクル疲労試験を行い，繰り返し塑性変形に伴うき裂先端及びその近傍に発達する微視組織（転位，疲労誘起酸化膜，LPSOラメラ相，β共晶ナノ析出相，粒界，界面等）を超高分解能走査透過電子顕微鏡（STEM/HAADF）により観察・計測することに成功し，本合金の疲労き裂発生および初期伝ぱに及ぼす階層異方性ナノ構造組織の影響を実験的に明かにした。すなわち，微小き裂はLPSOラメラから離れた柔らかいα-Mgナノマトリックスから固執すべり帯(PSB)が形成し，ゆえにその表面から酸化変態＝マグネシウム酸化膜（MgO層）が生じる。しかし，この疲労誘起酸化物が転位の運動によって発達し，ある厚さに達すると更なる転位運動の妨げとして働く。その結果，マイクロクラックの発生を引き起こす。つまり、新たな疲労き裂発生メカニズムの存在が示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験は計画通りに進捗しており、研究成果として国際ジャーナルに論文2編を掲載することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進行しており、当初計画通りに研究を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
