| 研究課題/領域番号 |
25249099
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
津崎 兼彰 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40179990)
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| 研究分担者 |
澤口 孝宏 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (30354161)
松永 久生 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80346816)
小山 元道 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20722705)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | High-Mn steel / 疲労変形 / マルテンサイト変態 / 破壊 / 機械的性質 / ミクロ組織 |
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| 研究実績の概要 |
平成25年度までに検討を行ってきたFe-30Mn-(6-x)Si-xAl系合金に加えてFe-15Mn-10Cr-8Ni-ySi系合金(y=0,2,4,6%)を製造して低サイクル疲労試験を行った。疲労変形過程でのミクロ組織形成の観察を行い、変形様式と疲労寿命の関係を検討し、疲労変形途中でHCPマルテンサイト変態が起こる合金の場合に疲労寿命が増大することが明らかになった。
これらの結果は、疲労寿命の増大が合金の相安定性と密接に関連していることを示している。そこで、このことを確証するために2合金系に加えて新たに、Fe-Mn合金系とFe-33Mn-ySi系合金を製造して低サイクル疲労試験を実施した。その結果、4つの合金系のいずれもにおいて、室温（試験温度）がTo温度直下にくる条件において優れた疲労特性を示すことが明らかになった。
また低サイクル疲労試験ではレプリカ法を用いたき裂進展挙動の観察を行った。その結果、Fe-30Mn-4Si-2Al合金の優れた疲労特性（長寿命）はき裂発生寿命ではなくき裂伝ぱ寿命に起因していることが明らかになった。
さらにFe-30Mn-(6-x)Si-xAl系合金においてCT試験片を用いたき裂進展試験を室温にて行った。その結果、小規模降伏条件でのき裂進展速度も相安定性と関係しており、Fe-30Mn-4Si-2Al合金でもっともき裂進展速度が小さくなることを見出した。
以上の結果は、次世代制震ダンパーの信頼性保証に必要な疲労特性向上の機構解明と系統的な材料データの構築という研究目標にとって極めて有意義であった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
まず予定した研究は全て順調に実行された。
その上で、研究の進捗を考慮して、当初予定していたFe-30Mn-(6-x)Si-xAl系合金およびFe-15Mn-10Cr-8Ni-ySi系合金に加えて新たに、Fe-Mn合金系とFe-33Mn-ySi系合金を製造して低サイクル疲労試験を実施した。それによってFe-30Mn-4Si-2Al合金の優れた疲労特性が、合金の相安定性と密接に関係することを明らかにした。
これは次世代制震ダンパーの信頼性保証に必要な疲労特性向上の機構解明と系統的な材料データの構築という研究目標にとって極めて有意義であった。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度までにFe-30Mn-4Si-2Al合金の優れた疲労特性が合金の相安定性と密接に関係することを明らかにした。このメカニズムをさらに確実にするために、次の実験を行う。相安定性は合金の化学組成だけでなく試験温度によっても変化する。そこで一つの合金で相安定性を変化させるために、試験温度を変化させて低サイクル疲労試験を行う。また疲労き裂進展挙動のその場観察も継続して行う。
以上により、次世代制震ダンパーの信頼性保証に必要な疲労特性工場の機構解明と系統的な材料データの構築という研究目標を達成する。
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