| 研究課題/領域番号 |
22K14146
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
植木 翔平 九州大学, 工学研究院, 助教 (50880382)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
|
| 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)
|
|---|
| キーワード | チタン / マイクロ引張試験 / 寸法効果 / 引張双晶変形 / 単結晶 / マイクロ力学試験 / 引張双晶 / 加工硬化 / 双晶変形 |
|---|
| 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。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、代表寸法が1～10μmの試験片に対して評価可能な引張試験技術を確立させ、異なる寸法のHCPチタン単結晶に対して[0001]方向への引張試験を実施した。代表寸法5μmの試験片では、降伏応力がバルク材に比べて約5.5倍高かった。試験後の組織解析により引張双晶が確認され、HCPチタンにおいて引張双晶変形を介した顕著な寸法効果が発現することが明らかとなった。代表寸法を2μmに減じても降伏応力にほとんど変化はなかったが、最大引張応力と延性が上昇していた。同様に引張双晶変形の活動が認められ、双晶形成による寸法効果は降伏応力だけでなく、加工硬化や延性にも影響を及ぼすことが示唆された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属材料における降伏応力の寸法効果に関する研究は、国内外を問わずして多く行われており、それらのほとんどがマイクロピラー圧縮試験によるものである。本研究で開発したマイクロ引張試験法は降伏応力だけでなく、その後の加工硬化や最大引張応力の評価も可能である。さらには伸びや絞りといった延性の評価も可能な点から、本研究の成果は、力学特性の発現機構と材料寸法との関係の包括的な理解に貢献するものである。
|
