| 研究課題/領域番号 |
13650072
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
片桐 一宗 岩手大学, 工学部, 教授 (90029893)
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| 研究分担者 |
笠場 孝一 岩手大学, 工学部, 講師 (00271841)
佐藤 正 岩手大学, 工学部, 助教授 (30003859)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | 銅-ニオブ複合線材 / 疲労強度 / 電気抵抗率 / 極低温 / 伸線加工率 / ニオブ重量分率 / 破面形態 / 応力-ひずみ特性 |
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| 研究概要 |
Nb重量分率および伸線加工率の異なるin-situ法Cu-Nb複合単芯および多芯線材の室温および77Kにおける引張り及び片振り疲労試験を行い、以下の知見を得た。
1.伸線加工率の増加に伴ないヤング率は大きく変化しないが、0.2%耐力および引張強さなどの強度が上昇する。Nb重量分率の増加に伴ないヤング率は減少し、強度が上昇する。77Kまでの温度の低下に伴ない、これらの傾向に変わりはないが、ヤング率は大きく変化せず、強度は5〜10%上昇する。
2.室温の疲労では加工率が高いほど高応力振幅域の強度が高いが、低応力域では加工率にかかわらずほぼ同程度となる。塑性ひずみ幅の疲労に伴う急激な減少が認められ、加工転位組織の回復が著しい。77Kでは疲労強度が室温のそれと比べて最大2倍まで上昇する。
3.Nb量の多い線材ほど高応力域では強度が高いが、低応力域では逆に耐久限度が低い。これは、Nb量の異なる線材の高低両応力域におけるヤング率や加工硬化と関係する塑性ひずみ振幅の大きさから説明できる。
4.疲労破面は線材表面のCuシース内でのすべり分離ファセットやSi系の介在物が見られるき裂発生領域、巨視的に凹凸の小さいき裂定常進展領域に分類されるが、後者の領域は77Kの方がより平坦である。
5.発生した微小き裂はNb繊維の抵抗により進展が阻止され、き裂先端近傍のNb繊維の最も弱い部分を選択して分岐や偏向を伴なって進展することが縦断面上で観察される。
6.0.1から0.3の範囲で疲労強度に及ぼす応力比の影響は認められなかった。
7.Cu-20%Nb線材の4.2K,14Tの残留抵抗値は0.10μΩcmであり、ひずみ1.8%を加えても0.02μΩcmの増加にとどまる。
今後、本研究では十分に解明できなかった疲労強度に及ぼす熱処理の影響および疲労過程における電気抵抗について研究を計画している。
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