バルクナノメタルの巨視的強度特性に関する再検討

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14051
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分18010:材料力学および機械材料関連
• 研究機関: 東京工業高等専門学校
• 研究代表者: 小泉 隆行 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50814092)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: バルクナノメタル / アルミニウム合金 / ひずみ速度依存性 / 応力緩和 / 永久強度 / 非熱的応力 / 熱的応力

研究成果の概要

これまで，巨大ひずみ加工金属材料は構造材料への適用を視野に多くの研究がなされてきており，材料強度の評価は時間非依存強度を想定していたものが大半であったと考えられる．しかしながら，工業用純金属や一部の合金において，巨大ひずみ加工は金属材料に対して著しいひずみ速度依存性を付与，時間依存強度の増加をもたらすこと，その後の低温での焼なましがひずみ速度依存性の低減に大きく寄与することを明らかにした．

自由記述の分野

機械材料・材料力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代の構造用材料とされるバルクナノメタルは巨視的強度特性の評価に関して以下の問題があった．①材料強度を構成する時間依存強度の影響を考慮しておらず，強化機構の正確な解明がされていない．②構造用材料に必要な強度を評価する際には，材料試験で得られた強度から時間依存強度と時間非依存強度が分離されていない．③次世代の構造用材料と考えられてきたにも関わらず，実際の構造物の設計時に必要となる時間非依存強度の定量的な評価が行われていない．本研究ではこれらの問題の解決に取り組むことで，極限的な設計を行うために必要な構造材料強度評価における新たな力学的特性値の提案と，その具体的な評価方法を確立するに至った．