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平成元年度までの研究において、ピ-ク時効のAl-li合金(2090および8090合金)の回転曲げ疲労強度が従来合金の2024-T3や7075-T6よりも優れていることが確認されたが、ピ-ク時効では強度に反してじん性にきわめて劣るという欠点があった。時効条件を制御することによってこの性質を変えることが可能と考えられたので、本年度は疲労強度に及ぼす時効時間の影響、すなわち具体的にはピ-ク時効材に加えて亜時効材および過時効材を準備し、それらについて回転曲げ疲労試験を行い疲労き裂発生、微小き裂の成長、き裂の成長形態、および破面の巨視的および微視的観察などによって疲労試験結果について検討した。得られた結果を以下に要約する。
1.Al-li合金は時効によってL1_2規則構造をもつ中間δ'を析出するが、それは時効の進行に伴って粗大化することが透過電子顕微鏡観察により確認された。
2.静的強度は二種類のAl-li合金とも、ピ-ク時効材が最も高く、次いで亜時効材、過時効材の順となるが、伸びおよび絞りは逆になる。
3.疲労強度は2090合金ではピ-ク時効材が最も優れており、次いで亜時効材、過時効材の順となるが、8090合金ではピ-ク時効材、過時効材、亜時効材の順となる。
4.疲労強度に及ぼす時効時間の影響は、疲労き裂発生抵抗および微小き裂成長抵抗の相違から説明できる。
5.Al-li合金は時効時間にかかわらず、破壊までせん断型でき裂が成長する。
以上の結果から、現時点では疲労強度のみに注目すれば、ピ-ク時効状態で用いることが推奨されるが、最終的な結論は腐食環境の影響や大き裂の成長挙動に関する結果などから総合的に判断される必要がある。
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