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介在物含有材料の高温クリープ機構の統一的解釈-塑性ひずみ緩和機構の検討-

研究課題

研究課題/領域番号 11450264
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関宇宙科学研究所

研究代表者

佐藤 英一  宇宙科学研究所, 宇宙輸送研究系, 助教授 (40178710)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1999年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード金属基複合材料 / マイクロメカニックス / クリープ / 拡散緩和 / 塑性緩和 / 複合強化 / 介在物含有材料 / 転位論 / 緩和機構 / マイクロメカニクス / 複合材料
研究概要

第二相を金属マトリクス中に分散させることは金属系材料の高温でも有効な強化法の一つである。このような第二相分散材料の高温クリープは、分散強化合金に対する転位論に基づくしきい応力の概念と、複合材料に対する連続体力学に基づく荷重移動の概念により理解されてきているが、両者は全く異なったクリープ挙動を予測しており、一つの統一された理解はなされてこなかった。この両概念の違いは、塑性ひずみ不一致の緩和機構の違いに由来するものであり、分散強化合金では界面周りの拡散とすべりにより完全に緩和されるのに対し、複合材料では事実上拡散緩和が生じず、マトリクスの不均一変形による塑性緩和が必要となる。本研究では、この両方のメカニズムを一つのモデル材料で発現させて、第二相分散材料のクリープ機構の統一的理解を得ることを目的とした。
上記目的のため、拡散緩和速度が実験可能領域にあり、界面剥離等の生じない材料として、Ti-T-B in-situ複合材料を選択した。純TiとTiB_2粉末から、混合、CIP、焼結、押し出し、スエージングにより、TiBウィスカがよく配向した材料を作製した。β温度領域で、圧縮クリープ挙動を調べた。ひずみ速度と応力の両対数プロットは、明確にS字状の挙動を示した。すなわち、極低応力域で応力指数4.5程度、活性化エネルギー300kJ/molの完全拡散緩和領域、中間応力域で2程度と135kJ/molの拡散緩和律速領域、高応力域で4.5と210kJ/molの塑性緩和領域である。また、完全緩和領域と拡散緩和律速領域では体積分率依存性は見られなかったが、塑性緩和領域では大きな体積分率依存性が見られた。この結果は、上記の理論的考察によく符合するものであり、初めて一つの材料で拡散/塑性緩和機構の発現を実証したものである。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] E.Sato, T.Ookawara, K.Kuribayashi, S.Kodama: "On Plastically Accommodated Creep in an Inclusion Bearing Material"Materials Science and Engineering. A285. 293-297 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Sato, K.Kuribayashi: "Dislocation Movement around Inclusion during Plastically-Accommodated Creep at High Temperatures"Metals and Materials. 6. 1-5 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Sato, K.Kuribayashi: "Dislocation Activity in Plastically-Accommodated Creep in Inclusion Bearing Material"Key Engineering Materials. 171-174. 285-290 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Interfacial or Plastic Accommodation in Spherical Al203 Particle Dispersed Al-Matrix Composite"Key Engineering Materials. 171-174. 321-328 (2000)

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  • [文献書誌] 佐藤英一: "第二相分散材料の塑性緩和クリープ:Impotent Eigenひずみを生じる転位の定常的運動"まてりあ. 39. 434-437 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "Creep Behavior of in situ TiB Fiber Reinforced Ti Matrix Composite"Proceedings of the 9th International Conference on Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures. 331-339 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "The Effect of the Volume Fraction of the TiB Whiskers on the Creep Behavior of In-Situ Ti-TiB(w) Composite through the Accommodation Processes"The Fourth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing. 2787-2790 (2001)

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  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "Creep Deformation Behavior of Spherical Al203 Particle-Reinforced Al-Mg Matrix Composites at High Temperatures"Acta Materialia. 50. 3465-3474 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kawabata, E.Sato, K.Kuribayashi: "Three regions of dislocation creep in in situ TiB fiber-reinforced α-Ti matrix composite"Materials Transactions. 43. 1647-1652 (2002)

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  • [文献書誌] K.Kawabata, E.Sato, K.Kuribayashi: "Volume fraction dependence of plastic and diffusiond accommodation in high-temperature deformation of Ti/TiB in situ composite : appearance and vanishing of load transfer effect"Materials Transactions. 43. 1653-1657 (2002)

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  • [文献書誌] K.Kawabata, E.Sato, K.Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Diffusiond and Plastic Accommodation in Ti/TiB In situ Composites"Acta Materials. (in press).

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  • [文献書誌] E.Sato, K.Kawabata, K.Kitazono, K.Kuribayashi: "Rationalization of Plastically-Accommodated Creep of a Composite"Mechanics of Materials. (submitted).

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  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato and K. Kuribayashi: "Creep Deformation Behavior of Spherical Al_2O_3 Particle-Reinforced Al-Mg Matrix Composites at High Temperatures"Acta Materialia. 50. 3465-3474 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato and K. Kuribayashi: "Vollume Fraction Dependence of Plastic and Diffusional Accommodation in High-Temperature Defomation of Ti/TiB In Situ Composite : Appearance and Vanishing of Load Transfer Effect"Materials Transactions. 43. 1653-1657 (2002)

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  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato and K. Kuribayashi: "Three Regions of Dislocation Creep in In SituTiB Fiber-Reinforced a-Ti Matrix Composite"Materials Transactions. 43. 1647-1652 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato and K. Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Diffusional and Plastic Accommodation in Ti/TiB(w) In-situ Composites"Acta Materialia. (in press).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Sato, K. Kawabata, K. Kitazono and K. kuribayashi: "Rationalization of Plastically-Acoommodated Creep of a Composite"Mechanics of Materials. (submitted).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato and K. Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Interfacial or Plastic Accommodation in Spherical-Al_2O_3-Particle-Dispersed Al-Matrix-Composite"Key Engineering Materials. 171-174. 321-328 (2000)

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  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato and K. Kuribayashi: "Creep Behavior of in-site TiB Fiber Reinforced Ti Matrix Composite"Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures, Ed. by J.D. Parker (TIM, London). 331-339 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato and K. Kuribayashi: "The Effect of the Volume Fraction of the TiB Whiskers on the Creep Behavior of In-Situ Ti-TiB(w) Composite through the Accommodation Processes"Proceedings of the Fourth Pasific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing, Ed. by S. Hanada, Z. Zhong, S.W. Nam and R.N. Wright, The Institute of Metals. 2787-2790 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Sato and K. Kuribayashi: "Dislocation Movement around an Inclusion during Plastically-Accommodated Creep at High Temperatures"Metals and Materials. 6. 1-5 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Sato and K. Kuribayashi: "Dislocation Activity in Plastically-Accommodated Creep in an Inclusion Bearing Material"Key Engineering Materials. 171-174. 285-290 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Sato, T. Ookawara, K. Kuribayashi and S. Kodama: "On Plastically-Accommodated Creep in an Includion Bearing Material"Materials Science and Engineering. A285. 293-297 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Sato, T.Ookawara, K.Kuribayashi, S.Kodama: "On Plastically Accommodated Creep in an Inclusion Bearing Material"Materials Science and Engineering. A285. 293-297 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] E.Sato, K.Kuribayashi: "Dislocation Movement around Inclusion during Plastically-Accommodated Creep at High Temperatures"Metals and Materials. 6. 1-5 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] E.Sato, K.Kuribayashi: "Dislocation Activity in Plastically-Accommodated Creep in Inclusion Bearing Material"Key Engineering Materials. 171-174. 285-290 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Interfacial or Plastic Accommodation in Spherical Al203 Particle Dispersed Al-Matrix Composite"Key Engineering Materials. 171-174. 321-328 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤英一: "第二相分散材料の塑性緩和クリープ:Impotent Eigenひずみを生じる転位の定常的運動"まてりあ. 39. 434-437 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "Creep Behavior of in situ TiB Fiber Reinforced Ti Matrix Composite"Proceedings of the 9th International Conference on Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures. 331-339 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "The Effect of the Volume Fraction of the TiB Whiskers on the Creep Behavior of In-Situ Ti-TiB(w) Composite through the Accommodation Processes"The Fourth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing. 2787-2790 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawabaya, E.Sato, K.Kuribayashi: "Creep Deformation Behavior of Spherical Al203 Particle-Reinforced Al-Mg Matrix Composites at High Temperatures"Acta Materialia. (accepted and in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] E.Sato,T.Ookawara,K.Kuribayashi,S.Kakma: "On Plastically-accommodated creepin an inclusion bearing material"Materials Science and Engineering. A285. 293-297 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] E.Sato and K.Kuribayashi: "Dislocation Movement around an Inclusion during Plastically-Accommodated Creep at High Temperatures"Metals and Materials. 6. 1-5 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] E.Sato and K.Kuribayashi: "Dislocation Activity in Plastically-Accommodated Creep in an Inclusion Bearing Material"Key Engineering Materials. 171-174. 285-290 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawabata,E.Sato,K.Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Interfacial on Plastic Accommodation in Spherical Al_2O_3 Particle Dispersed Al-Matrix Composite"Key Engineering Materials. 171-174. 321-328 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤英一: "第二相分散材料の塑性緩和クリープ:Impotent Eigenひずみを生じる転位の定常的運動"まてりあ. 39. 434-437 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawabata,E.Sato,K.Kuribayashi: "Creep Behavior of in-situ TiB Fiber Reinforced Ti Matriy Composite"Proceedings of Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures. (to be published). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] E. Sato, T. Ookawara, K. Kuribayashi and S. Kodama: "On Plastically-Accommodated Creep in an Inclusion Bearing Material"Materials Science and Engineering. (Accepted).

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] E. Sato & K. Kuribayashi: "Dislocation Movement around an Inclusion during Plastically Accommodated Creep at High Temperatures"Metal and Materials. 6. 1-5 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] E. Sato & K. Kuribayashi: "Dislocation Activity in Plastically-Accommodated Creep in an Inclusion Bearing Material"Key Engineering Materials. 171-174. 285-290 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Kawabata, E. Sato & K. Kuribayashi: "High Temperature Deformation with Interfacial on Plastic Accommodation in Spherical Al_2O_3 Particle Dispersed Al-Matrix Composite"Key Engineering Materials. 171-174. 321-328 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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