| 研究概要 |
キャビテーション壊食は,気泡が崩壊する際に発生する衝撃力が材料表面に繰返し作用して材料を破壊する現象であるが,材料表面に作用する個々の衝撃力がどのような応力分布で材料表面に作用しているかほとんど明かになっていない.本研究では,マグネシア単結晶を用いて塑性域の大きさや転位エッチピット間隔を測定して応力分布特性を解明することを目的とした.平成8年度はマグネシア単結晶に先端半径350μmの球状圧子で5Nの押込み荷重とキャビテーション気泡崩壊圧を作用させた場合の転位エッチピットの様子を観察して表面に作用する応力分布を解析した.球状圧子による押込み荷重では,圧痕に相当する大きな円形領域に転位列が密集して発生するのに対し,気泡崩壊圧の場合には,押込み試験とほぼ同じ大きさの転位列が十字形に発生することを見出した.このことは,気泡崩壊圧では球状圧子と同程度の荷重が作用するが降伏点に達するような応力が非常に局所的に作用することを示している.また,降伏点の異なる種々の金属材料を用いて同様に球状圧子押込み試験とキャビテーション試験を行って応力分布を定量的に求めたところ,球状圧子による応力分布は作用半径の小さい楕円状の分布であるが,気泡崩壊圧では大きな応力の作用する領域は狭く小さな応力範囲が広範囲に続く末広がりの分布を示すことを見出した.マグネシア単結晶のエッチピットから推定した応力分布は金属材料で得られた結果と定性的によく一致することを明かにした.
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