| 研究課題/領域番号 |
09650767
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
高島 和希 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (60163193)
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| 研究分担者 |
頓田 英機 熊本大学, 工学部, 教授 (90040386)
下条 雅幸 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (00242313)
肥後 矢吉 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30016802)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1998年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1997年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | チタン / 単結晶 / 疲労 / 結晶方位 / き裂伝播速度 / き裂伝播機構 / すべり / 双晶 |
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| 研究概要 |
金属材料のintrinsicな疲労抵抗を調べ、疲労き裂伝播抵抗の向上を計るためには、単結晶における疲労き裂伝播挙動を知ることがきわめて重要である。それにもかかわらず、単結晶を用いた疲労き裂伝播に関する研究は少なく、特にHCP金属の疲労き裂伝播機構の詳細についてはほとんど知られていない。本研究では、HCP金属であるチタン単結晶について切欠き方位を種々変えて疲労き裂伝播試験を行ない、疲労き裂伝播の微視機構を明らかにすることを目的とする。
出発材料には純チタン圧延板を使用し、これより粗大結晶粒試料を歪焼鈍法によって作製した。これよりチタンのすべり系、双晶系を考慮して、6種類のコンパクト試験片(切り欠き面および切り欠き方向は、それぞれA試験片:(1210)[1010]、B試験片:(0110)[2110]、C試験片:(0110)[0001]、D試験片:(1210)[0001]、E試験片:(0001)[1010]、F試験片:(0001)[2110])を切り出した。疲労き裂伝播試験は室温大気中で、油圧サーボ型試験機を用いて行った。
き裂伝播速度およびき裂伝播経路は結晶方位により変化し、明らかな結晶方位依存性が認められた。A、B両試験片におけるき裂は(0110)[2110]に平行に伝播し、破面にはストライエーション状の縞模様が観察された。このことより、き裂はき裂先端で交差する2組の柱面すべりの活動によって進展すると思われる。C、D両試験片においてき裂は、切り欠き方向に対してほぼ垂直な方向に発生あるいは伝播した。これは[0001]のき裂伝播抵抗が高いことを示唆している。E、F両試験片において、き裂は(0001)にそって伝播し、高ΔK領域のき裂面近傍では[1012]双晶のトレースが観察された。低ΔK領域では、破面は無特徴の様相を呈していたが、FE-SEMを用いて高倍率で破面観察を行ったところ、約30nm程度の間隔のすじ状模様が観察された。これらのすじ状模様の間隔は巨視的なき裂伝播速度と一致することから、ストライエーションと考えられる。これらのストライエーションは、結晶学的な考察から、錐面すべりの交互の活動によって形成されたものと推察される。
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