| 研究課題/領域番号 |
22K14146
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
植木 翔平 九州大学, 工学研究院, 助教 (50880382)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 寸法効果 / チタン / 引張双晶 / マイクロ力学試験 / 双晶変形 / 加工硬化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属材料のマクロな機械的性質を正確に理解し制御するために、マイクロスケール力学特性評価が世界中で精力的に取り組まれている。六方最密構造を有するチタンにおいて、1～10ミクロンのサイズ範囲で、圧縮双晶変形の寸法効果がすべり変形に比べて顕著になることが示されており、このことは新たな材料開発指針を構築するものとして注目されている。本研究では、1～10ミクロンサイズの試験片に対して評価可能な引張試験技術を確立し、チタンにおける引張双晶変形の寸法効果を解明することを目的とする。本研究で得られる成果は、国内外で重点的な戦略として掲げられている、トランススケール力学制御の構築に大きく貢献するものとなる。
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| 研究実績の概要 |
六方最密構造を有するチタンにおいて、1～10ミクロンの代表寸法範囲で、圧縮双晶変形の寸法効果がすべり変形のそれに比べて顕著になることが示されており、このことは新たな材料開発指針を構築するものとして注目されている。六方最密構造では、その構造異方性に起因して、[0001]に圧縮を負荷した場合と引張を負荷した場合で双晶変形のメカニズムが異なるが、後者の寸法効果については系統的な研究がなされていない。そこで、本研究では、代表寸法が1～10ミクロンサイズの試験片に対して評価可能な引張試験法を確立し、チタンにおける引張双晶変形の寸法効果を解明することを目的とする。本研究の成果は、圧縮双晶変形との対比や、降伏後の加工硬化特性の理解につながり、マクロな機械的性質の予測に貢献する。
本年度は、代表寸法が1～10ミクロンサイズの角柱試験片を用いたSEM内引張試験の手法を確立した。供試材としては工業用純チタンを用い、熱処理により結晶粒を粗大化させ、Arイオンにより断面研磨したものを用いた。その後、EBSD（電子線後方散乱回折）解析により、試料表面の結晶方位を同定したのち、所望の結晶粒に対して集束イオンビーム加工を施すことで試験片を作製した。ひずみ解析のために、試験片の平行部にはマーキングを施した。これにより、高精度な応力―ひずみ曲線が取得できることを確認した。試験法の確立が予定よりも早く完了したため、前倒しで[0001]に引張を負荷する実験を実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初予定していた試験法確立を完了し、前倒しで実験に着手できたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初計画していた荷重軸//[0001]の引張試験を代表寸法の異なる試験片で実施する。さらに、開発した手法を、複雑な階層組織を有するラスマルテンサイト鋼の構成要素における変形挙動評価にも展開する。
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