| 研究概要 |
銅単結晶およびフェライト系ステンレス鋼単結晶で伝ぱした疲労き裂先端近傍の転位構造を走査型電子顕微鏡を用いたElectron Channeling Contrast Imaging (ECCI)法によって観察した.今回のECCI観察では,ベイン構造やPSBなどの転位構造が観察でき,従来のTEMでは困難であった疲労き裂周辺の広域な観察がECCI法を利用することで可能であることが明らかとなった.銅単結晶試験片で伝ぱしたき裂近傍では,セル構造,ラビリンス構造,PSBのそれぞれの転位構造を有する領域が引張軸方向やき裂先端からの距離に依存して分布していた.引張軸が[001]で正面が(100)である銅単結晶ではこの領域の分布は線形破壊力学から予想されるすべり系の活動と一致していたが,その他の単一すべり引張軸方位では良い一致は見られなかった.セル構造は主すべり面に沿って進展したMode I+II型の疲労き裂先端でも観察できたことから,銅におけるMode I+II型き裂はPSBが直接分離するのではなく,微視的にはセル構造が分離していることが判明した.フェライト系ステンレス鋼の単結晶では,引張軸方位が<112>と<221>の試験片においては,き裂先端のすべり帯の活動およびすべり方向の配置から疲労き裂はMode III型のすべり帯分離のプロセスにより進展したと考えられた.ECCI観察ではそのようなき裂の近傍にはセル組織が観察された.セル組織よりき裂面からの距離が離れた領域ではベイン構造が観察された.一方,<110>引張軸では,SEM像では疲労き裂は非常に鋭く,進展方向はすべり方向と一致しており,Mode II型のき裂であった.ECCI観察では,<110>試験片のき裂面の上下にはセル組織はほとんど存在せず,わずかにベイン構造が見られるだけであった.き裂先端では,き裂面と平行なバンド状の転位構造が観察された.
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