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2007 年度 実績報告書

巨大ひずみ加工により作製した超微細粒材料の疲労破壊メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19025009
研究機関熊本大学

研究代表者

北原 弘基  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (50397650)

研究分担者 安藤 新二  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (40222781)
キーワード巨大ひずみ / 超微細粒材料 / 繰返し重ね接合圧延(ARB) / 疲労 / 疲労き裂 / 疲労強度
研究概要

巨大ひすみ加工の一種である、繰返し重ね接合圧延(ARB:accumulative roll bonding)により作製した超微細粒材料の疲労特性について検討を行った。試料は、hcp系である工業用純Ti(JIS2種ASTM Grade2)とFCC系である工業用純Al(JIS1100)を用いた。6サイクルまでのARB材を種々作製し、疲労き裂進展試験を行った。疲労き裂進展試験は、応力比R=0.1の条件でCT試験片を用いて行った。
6サイクルARB-Ti材は、圧延方向(RD)に伸長した結晶粒と等軸粒が混在した組織であった。このような混在した組織は、ARBを施したAl等のFCC系、BCC系材料では観察されておらず、Ti特有であった。超微細粒純Tiのき裂進展速度と応力拡大係数範囲の関係を明らかにした結果、ARBによる結晶粒超微細化により、下限界応力拡大係数範囲およびき裂進展速度が大きく低下することを明らかにした。これは、材料中にき裂が存在した場合、6サイクルARB材のき裂は、粗大粒材に比べ、低い応力で進展するが、その速度は遅いことを示している。この下限界応力拡大係数範囲の低下は、き裂閉口現象によるものと考えられる。一般に、疲労破壊は、き裂発生、き裂伝播、最終破壊に分けられるが、その内、き裂伝播が大部分を占める。そのため、結晶粒超微細化による、き裂進展速度の低下は、疲労寿命の向上に大きく寄与すると考えられる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Fatigue Crack Propagation Behavior in Commercial Purity Ti Severely Deformed by Accumulative Roll Bonding Process2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kitahara
    • 雑誌名

      Materials Transactions 49

      ページ: 64-66

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change in Mechanical Properties and Microstructure of ARB Processed Ti during Annealing2007

    • 著者名/発表者名
      D. Terada
    • 雑誌名

      Materials Transactions 49

      ページ: 41-46

    • 査読あり
  • [学会発表] ARBにより作製した超微細粒純Alの疲労特性2008

    • 著者名/発表者名
      北原弘基
    • 学会等名
      日本金属学会講演2008年春季大会
    • 発表場所
      武蔵工業大学
    • 年月日
      2008-03-28
  • [学会発表] ARBにより作製した超微細粒純Tiの疲労き裂進展挙動2007

    • 著者名/発表者名
      北原弘基
    • 学会等名
      平成19年度 日本金属学会九州支部, 日本鉄鋼協会九州支部共催 合同学術講演大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2007-06-08

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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