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2007 年度 実績報告書

金属ガラスの破壊と疲労のマクロ特性の解明と寿命予測

研究課題

研究課題/領域番号 15074215
研究機関神戸大学

研究代表者

冨田 佳宏  神戸大学, 工学研究科, 教授 (10031147)

研究分担者 中井 善一  神戸大学, 工学研究科, 教授 (90155656)
長谷部 忠司  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (20237994)
屋代 如月  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (50311775)
徳田 正孝  三重大学, 工学部, 教授 (90023233)
キーワード金属ガラス / 変形・破壊 / 疲労強度 / き裂 / モデリング / インデンテーション
研究概要

本研究では,一般熱力学的負荷条件下の金属ガラスの超塑性,変形・破壊の実験的検討とその評価,比例・非比例ひずみ履歴を伴う高ひずみ速度負荷試験による実験的検討と構成式の定式化,電子顕微鏡(SEM)・原子間力顕微鏡(AFM)・ナノインデンテーション法による金属ガラスの破壊機構の観察と局所領域の応力および強度の評価を行う.平成19年度は金属ガラスの環境強度について検討した. 3.5%食塩水中・室温において,一定試験力のもとで疲労き裂伝ぱ試験を行った結果,水溶液に浸漬した直後には過渡的なき裂伝ぱ挙動が観察されたが,定常状態においては,時間基準のき裂伝ぱ速度da/Dnは,応力拡大係数Kこよらずほぼ一定となった.3.5%食塩水中・室温において,繰返し試験力を負荷してき裂伝ぱ試験を行った結果,繰返し速度および応力比によらず,時間基準のき裂伝ぱ速度心da/dtが,最大応力拡大係数K_<max>によって規定されており,その関係は,前述の一定試験力におけるda/dt-K関係とほぽ一致していた.また, 0.05%, 0.01%食塩水中においてもき裂伝ぱ挙動を調べた結果,いずれの食塩濃度においても,1サイクル当たりのき裂伝ぱ速度da/Dnは大気中よりも大きく加速したが,超純水中におけるda/Dn-ΔKは大気中とほぼ一致していた.また,食塩水中の繰返し試験力下の破面形態は,一定試験力下の破面形態と同様であったが,超純水中の破面は,大気中における破面と同様であった.また,環境強度と直接結びつくものではないが,分子動力学による検討では,原子弾性剛性係数Bij^αの正値性(局所格子不安定性)により,構造のないアモルファスに欠陥の中の欠陥というべき不安定原子が存在すること,0.2%ひずみ以降,不安定原子が増加しており,塑性変形の担い手として新たな欠陥が導入されていること,などを明らかにした.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Influence of thermoplastic deformation on mechanical properties of Zr-based bulk metallic glasses at room temperature2008

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshikawa
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences (inprinting) 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小均一系の大域的・局所的安定性:ナノ多結晶体とアモルファス金属の局所格子不安定性解析2007

    • 著者名/発表者名
      屋代如丹
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編 第73巻・第726

      ページ: 216-223

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zr基バルク金属ガラスにおける疲労き裂伝ぱに及ぼす応力比および繰返し速度の影響2007

    • 著者名/発表者名
      中井善一
    • 雑誌名

      材料 第56巻・第3号

      ページ: 229-235

  • [雑誌論文] Notched Fatigue of Zr-based Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials Vol.345-346

      ページ: 259-262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue Crack Initiatio and Small-Crack Propagation in Zr-Based BulkMetallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 雑誌名

      Materials Transactions Vol.48-No.7

      ページ: 1770-1773

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environment Assisted Cracking of Zr-based Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 雑誌名

      Materials Science Forum Vol.561-565

      ページ: 1279-1282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms and Mechanics of Fatigue Crack Propagation in Zr-Based Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials Vol.378-379

      ページ: 317-328

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect on mechanical properties of Zr55Cu30A110Ni5 bulk metallic glass by thermoplastic deformation2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Jounal of the Society of Materials Science, Japan Vol.56・No.2

      ページ: 171-177

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoplastic deformation and mechanical properties of Zr-based bulk metallicglasses2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Materials Transactions Vol.48・No.7

      ページ: 1838-1841

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical properties of bulk glassy metal after deformation under high temperature conditions2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials Vol.340-341

      ページ: 113-118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Notched Fatigue of Zr-based Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 雑誌名

      Proceeding of The Mechanical Behavior of Materials X (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environment Assisted Cracking of Zr-based Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 雑誌名

      Proceeding of Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単軸引張下のナノ多結晶体およびアモルファス金属の不安定挙動:局所格子不安定解析

    • 著者名/発表者名
      屋代如月
    • 雑誌名

      材料 第57巻・第2号

      ページ: 112-118

    • 査読あり
  • [学会発表] Local Lattice Instability Analysis on Nano-polycrystalline and Amorphous Metals: Deformation Limit of Weak Area2007

    • 著者名/発表者名
      K. Yashiro
    • 学会等名
      Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM'07)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-12-03
  • [学会発表] Local Lattice Instability Analysis on Deformation Localization in Amorphous Metal Sheet under Tension2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nishimura
    • 学会等名
      Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM'07)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-12-03
  • [学会発表] Environment Assisted Cracking of Zr-based Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 学会等名
      Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing ( PRICM-6)
    • 発表場所
      韓国(Jeju Island)
    • 年月日
      2007-11-08
  • [学会発表] Notched Fatigue of Zr-based Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Mechanical Behavior of Materials (ICM-10)
    • 発表場所
      韓国(Busan)
    • 年月日
      2007-05-28
  • [備考]

    • URL

      http://solid.mech.kobe-u.ac.jp/index-j.html

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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