| 研究課題/領域番号 |
06650081
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
片桐 一宗 岩手大学, 工学部, 教授 (90029893)
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| 研究分担者 |
笠場 孝一 岩手大学, 工学部, 助手 (00271841)
申 亨すぐ (申 亨燮) 岩手大学, 工学部, 講師 (20240658)
佐藤 正 岩手大学, 工学部, 助教授 (30003859)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1995年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 疲労強度 / 疲労き裂進展 / 変動応力 / 中高温 / 金属基複合材料 / ダイカスト / 金属間化合物粒子 / 粒子体積分率 / アルミニウム合金 / 体積分率 / 空洞 / 析出物 |
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| 研究概要 |
室温から300℃までの静機械特性および疲労特性評価とその破壊機構に関する微視的観察から、金属間化合物NiAl、Ni_3Al粒子強化Al合金ダイカストがSiC粒子強化材をしのぐ特性を有することを示す以下の結果がえられた。
1.室温では粒子強化によって疲労限度の上昇がみられ、温度上昇とともにマトリックス(AlNiMgMn)材およびSiC粒子材の疲労限度は低下するが、NiAl粒子材では200℃まで、Ni_3Al粒子の場合は300℃まで強化作用が持続する。全温度域にわたりNiAlおよびNi_3Al粒子材では体積率の増加にともない疲労限度および時間強度の上昇がみられる。これらの挙動は基本的に0.2%耐力のそれと対応しているが、そのほかにき裂発生や初期進展を支配する局所すべりに対する粒子やAl_3Niなどの針状析出物による抑制効果が、低応力の疲労特性の向上に大きく寄与している。
2.き裂発生起点はいずれの材料でも表面近傍の鋳造時のボイドである。き裂はマトリックスおよび粒子-マトリックス界面を進展するが、高温では前者が主となる。また、疲労破面上にNi_3Al粒子のわれはみられない。
3.2.5vol%NoAl粒子強化材のき裂進展抵抗は、下限界から低速進展域においてマトリックスおよびSi粒子強化材と比べて高く、この体積分率を越えるとボイドの量が増すため低下する。パリス則域およびさらに大きい進展速度域においても2.5vol%NoAl粒子強化材は高いき裂進展抵抗を示し、これは粒子添加により低下する破壊靭性特性と一致しない。それ以外の粒子体積率や、SiC粒子強化材ではマトリックスと同程度の低いき裂進展抵抗となる。
4.応力上昇および下降の2段2重重複繰り返し応力に対して、NiAl粒子強化材はとくに優れた耐疲労性を示す。課題の材料の実用化にはらボイドの制御が重要であり、間欠過大応力を伴う変動応力下におけるき裂進展の加速現象およびその微視組織観察による進展機構の究明とともに前後の課題として残されている。
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