| 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 |
小山 元道 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20722705)
澤口 孝宏 国立研究開発法人物質・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)
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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 | 高Mnオーステナイト鋼 / 疲労変形 / 低サイクル疲労 / 疲労き裂進展 / マルテンサイト変態 / 鉄鋼材料 / 耐震性 / 震災復興 |
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| 研究実績の概要 |
大地震に備えて高層ビルの補強対策が重要課題となっている。長周期地震動対策では制震ダンパー鋼材の金属疲労が課題である。申請者らは、鉄系形状記憶合金におけるミクロ変形の可逆性によって疲労特性が向上することに着眼し、その疲労特性向上の機構解明と系統的な材料データの構築を行った。特に、変形様式（塑性ひずみ発生の素過程）と疲労特性（疲労亀裂の発生と伝播挙動）の関係についての詳細な検討を行った。
化学成分の調整によって、変形様式がFCC→HCPマルテンサイト変態からFCC双晶変形さらには拡張転位すべりへと漸次変化する７種類のFe-30Mn-6(Si,Al)合金を作製した。これらに制震ダンパーに要求される性能を考慮した条件での低サイクル疲労試験を実施した。またレプリカ法などによって疲労亀裂の発生と伝播を観察した。また疲労変形途中の変形組織の形成過程をX線、SEM、TEMなどで詳細に観察した。
その結果、疲労き裂先端近傍で変形誘起FCC-HCPマルテンサイト変態が起こる条件のFe-30Mn-4Si-2Al合金で低サイクル疲労特性が最も優れることが明らかとなった。また、本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進展寿命に棋院していることを明らかにした。さらに、CT試験片を用いたき裂進展試験を実施し、小規模降伏条件での疲労き裂進展速度も相安定性と関係しており、Fe-30Mn-4Si-2Al合金で最もき裂進展速度が小さくなることを見出した。その上でき裂進展速度に及ぼすマルテンサイト変態の寄与についてプラス効果とマイナス効果から考察を行い、最適なマルテンサイト量があることを示した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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