| 研究分担者 |
坂本 敏正 (株)神戸製鋼所, 軽合金伸銅事業部, 主任研究員
柳本 茂 (株)ショウティック鋳造部, 副主幹
北川 英司 (株)豊田自動織機, コンプレッサ事業部, 研究員
池田 勇人 (株)豊田自動織機, コンプレッサ事業部, 課長
鳥山 寿之 九州大学, 工学部, 助手 (30227681)
小林 正木 九州大学, 工学部, 助手 (90037789)
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| 研究概要 |
本研究は,種々の形態の共晶シリコンと基地硬度を有するアルミ複合合金(連続鋳造材と押し出し材)の機械的性質と超長寿命疲労特性を系統的に調べた.得られた成果は次のようにまとめられる.
(1)熱処理によって共晶シリコンの寸法分布を変えずに基地の硬さを変化させることができる.
(2)引張強さσ_Bは基地のビッカース硬さHvに比例する.
(3)破断延性値ε_fは,最大シリコン寸法〓area_<max>と相関がある.
(4)連続鋳造材の共晶シリコンは集団を形成する.この集団は,ボイド発生の核として作用する.そのために,連続鋳造材では有効な〓area_<max>は実際の〓area_<max>よりも大きくなり,破断延性値ε_fは同じ〓area_<max>を有する押し出し材に比べて低下する.
(5)アルミ複合合金の押し出し材では,寿命の長短で破壊機構に相違がみられる.N_f≦10^7程度はシリコン相が破壊起点となり,N_f=10^8では,基地組織から発生したせん断き裂が破壊起点になる.
(6)連続鋳造材では,シリコン相は疲労破壊の起点とはならず,寿命の長短にかかわらず,せん断型の破壊となる.
(7)押し出し材では,シリコン相が疲労破壊の起点となるので,N=10^7での疲労限度は最大シリコン寸法〓area_<max>と基地組織のビッカース硬さHvを用いて予測することができる.
(8)人工微小欠陥より発生したき裂は,N=10^8を越えた後の超長寿命領域において停留現象が現れる.N=10^8程度までは,微小欠陥から発生した微小き裂は,停留と伝ぱを繰り返しながらわずかに進展する.その後,き裂先端近傍の応力が新たなき裂を発生させるのに必要な大きさに満たなくなると完全な停留が起こると考える.
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