複合材料,金属間化合物,セラミックスなどの難加工材料の超高速変形に関する基礎研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01550537
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 谷村 眞治 大阪府立大学, 工学部, 教授 (30081235)
• 研究分担者: 海津 浩一 大阪府立大学, 工学部, 助手 (50177317) ; 東 健司 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (50173133)
• キーワード: 複合材料 / 金属間化合物 / セラミックス / 難加工材 / 高速変形 / 高温 / ひずみ速度感受性 / 高速超塑性

研究概要

本年度は、前年度の成果として得られた高速変形下で最大600%もの大きな伸び値を示す複合材料15vol%Sic/IN9021について、その広範囲な変形速度および変形温度域下での機械的性質を検討した。この複合材料は、メカニカル・アロイング法にて製造されたもので、その母相の結晶粒径は350nmと非常に微細であった。以下、本年度の研究で得られた成果を列記する。
(1)本複合材料は、800K付近の温度、そして、1〜100s^<-1>の高速変形速度域において大きな歪速度感受性(m>0.5)を示した。
(2)本複合材料が、最適変形条件下において、500%以上の大きな伸び値を示すことを実証した。また、最大伸び値、610%が823K、5s^<-1>の高速変形速度にて連成された。この伸び値は、現在報告されている複合材料の伸び値における世界最高値である。さらに、本複合材料は、最高2000s^<-1>の超高速変形速度においても200%程度の大きな伸び値を示した。
(3)本材料の高速変形機構を検討した結果、従来の粒界すべりを基本とする超塑性変形機講が大きく関与していることが認められた。熱活性過程の変形の活性化エネルギ-や高温変形の敷居応力を検討した結果、粒界すべりの付随調整機構が粒内のすべり運動、特にClimb機構でなく、Glide機講によって行なわれていることを明らかにした。
(4)得られた解析結果をもとに複合材料の高速変形モデルとその構成式を提案した。

研究成果

• [文献書誌] K.Higashi: "Influence of temperature on stability of high strain rate deformation in some commercial aluminum alloys" Proc.of ICM6,Kyoto,Pergamon Press. 1. 307-312 (1991)
• [文献書誌] K.HIGASHI: "POSITIVE EXPONENT STRAINーRATE SUPERPLASTICITY IN MECHANICALLY ALLOYED ALUMINUM" Superplasticity in Advanced Materials,Ed.by S.Hori,M.Tokizane and N.Furushiro,The Japan Soceity for Pesearch on Superplasticity. 1. 569-574 (1991)
• [文献書誌] K.Higashi: "STRAIN RATE DEPENDENCE ON MECHANICAL PROPERTIES IN SOME COMMERCIAL ALUMINUM ALLOYS" JOURNAL DE PHYSIQUE IV,Colloque C3,Suppl.au Journal de Physique III,Vol.1. 1. 341-346 (1991)
• [文献書誌] K.Higashi: "THE MICROSTRUCTURAL EVOLUTION DURING DEFORMATION UNDER SEVERAL STRAIN RATES IN A COMMERCIAL 5182 ALUMINUM ALLOY" JOURNAL DE PHYSIQUE IV,Colloque C3,Suppl.au Journal de Physique III,Vol.1. 1. 347-352 (1991)
• [文献書誌] K.Higashi: "POSITIVE EXPONENT STRAINーRATE SUPERPLASTICITY IN MECHANICALLY ALLOYED ALUMINUM IN 9021" Scripta Metall.and Mater.25. 2053-2057 (1991)
• [文献書誌] K.Higashi: "SUPERPLASTIC BEHAVIOR IN MECHANICALLY ALLOYED ALUMINUM COMPOSITE REINFORCED WITH SiC PARTICULATES" Scripta Metall.and Mater.26. 185-190 (1992)