| 研究課題/領域番号 |
02650499
|
|---|
| 研究機関 | 上智大学 |
|---|
研究代表者 |
大久保 忠恒 上智大学, 理工学部, 教授 (60010774)
|
|---|
| 研究分担者 |
鈴木 啓史 上智大学, 理工学部, 助手 (30154579)
白砂 洋志夫 上智大学, 理工学部, 助手 (90053652)
野末 章 上智大学, 理工学部, 助教授 (80146802)
|
|---|
| キーワード | β型チタン合金 / 溶体化処理 / 時効硬化 / 析出相 / TIG溶接 / 電子ビ-ム溶接 / 結晶粒径 / 破壊靭性 |
|---|
| 研究概要 |
β型チタン合金を溶接部を有する実構造物に使用する際の大きな問題の一つに、溶接部における破壊靭性の低下が考えられる。本研究では、βC合金(Tiー3Alー8Vー6Crー4Moー4Zr)を用い、以下の二つの方法により、溶接部の破壊靭性の向上を検討する。すなわち、溶接前の低温予備時効と溶接後の高温時効を組み合わせた第一の方法、ならびに母材部よりβ安定化元素量の多い合金を溶接棒に使用することにより、溶接部のα相析出による時効硬化を抑制し、母材部と殆ど等しい強度と破壊靭性を得る第二の方法、これを2年度にわたり検討する。
研究実施計画に沿い本年度は溶接部の脆化改善の第一の方法の検討を行った。実施した検討内容とその成果を以下に略述する。
1.溶接材の時効硬化挙動
溶体化処理材にTIG、電子ビ-ム溶接を施した試験片を475〜550℃で時効処理を行い、溶接部から母材にかけて硬さ分布を測定した。
2.予備時効材の溶接後の時効硬化挙動
1.の実験結果をもとに予備時効温度を定め、溶接の前に予備時効を施した。TIG、 電子ビ-ム溶接の後、475〜550℃で二段目の時効処理を行い、溶接部から母材にかけての硬さ分布を測定した。この結果から、目的とする溶接部の硬さが母材部より若干低めとなる時効温度と時間の時効条件を見いだした。
3.溶接部の力学特性の測定
1.,2.の結果をもとに普通の溶接材と予備時効を施した溶接材の溶接部の引張り強度と破壊靭性を測定を行った。この結果、475℃予備時効材後525℃二次時効材で母材を十分な強度に保ち、溶接部の破壊靭性を母材の破壊靭性に近い値に向上させることができた。あわせて、破壊靭性試験におけるAE計測結果をもとに脆化度の検討を行なった。さらに、破面観察、組織観察、X線回折を行い、溶接部の脆化改善の組織的要因を検討した。
また次年度に計画している溶接部の脆化改善の第二の方法の検討に用いるβ安定化元素量の多い溶接棒の準備を進めている。
|
