| 研究課題/領域番号 |
02452095
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
西谷 弘信 九州大学, 工学部, 教授 (20037708)
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| 研究分担者 |
内堀 久幸 九州大学, 工学部, 助手 (80037788)
尾田 安司 九州大学, 工学部, 助手 (20091340)
野口 博司 九州大学, 工学部, 助教授 (80164680)
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| キーワード | 複合材料 / 金属基複合材料 / 疲労 / SiCウィスカ / 回転曲げ / 連続観察 |
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| 研究概要 |
初年度に用いた金属基複合材料は、SiCウィスカで強化した6064ーT6アルミニウム合金である(重量含有率30%)。本材料は塑性加工(押出しなど)や旋削が可能であり、また比強度に優れているため実用に供されようとしている。この実用材料を用いて、このような金属基複合材料の疲労特性を、その表面状態の連続観察による疲労過程の解明を通じて、明らかにした。観察は、ウィスカが非常に小さいため、全て走査電顕を使用した。以下にわかったことを列挙する。
(1)引張り強度と10^7回における時間強度においては、SiC/Al複合材料の強度は、Al合金単体のそれの2倍であった(その強度は一般構造用炭素鋼に匹敵)。(2)Al単体の疲労寿命が、1mm程度の比較的長いき裂の伝ぱ寿命によって決まっているのに反して、複合材料はき裂長さ200μm程度までの寿命で決まっていた。(3)疲労き裂は寿命の1/20程度の早い時期に発生した。(4)SiCウィスカは微視的には、一様にAl中に入っているのではなく(押出成形により)、ウィスカが入っていない層が存在し、ウィスカの大きさも一様ではない。それに起因して、疲労き裂はそれらの層の境界で発生する場合、欠陥から発生する場合、大きなウィスカから発生する場合の三つがあり、その際微視的き裂は多数発生した。(5)ウィスカによる複合化によってAlの平滑材の疲労強度は上昇するが、本複合材料のK_<fc>が小さいことに起因して、このような金属複合材料を実用化する場合は非常に注意すべきことがわかった((2)に関係)。
以上の結果を基に、本材料の切欠き敏感性、ねじり疲労特性について現在研究中である。
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