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2015 年度 実績報告書

階層的材料評価法を利用した巨大ひずみ加工複相材料の組織・強度変化の究明

研究課題

研究課題/領域番号 25420753
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

佐藤 尚  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402649)

研究分担者 渡邉 義見  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50231014)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード巨大ひずみ加工 / 複相材料 / 構造・機能材料 / 3次元組織観察
研究実績の概要

平成27年度は,Al-11vol%Al3Ti複相材料への多軸鍛造(MDF)加工に伴うAl3Ti粒子破壊挙動に及ぼす粒子形状の影響について調査した.その際,板状Al3Ti粒子あるいは球状Al3Ti粒子が分散したAl-Al3Ti複相材料を用いている.なお,球状Al3Ti粒子を有するAl-Al3Ti複相材料は,Al粉末とガスアトマイズにて作製した球状Al3Ti粒子を放電プラズマ焼結することで作製した.Al3Ti粒子が板状粒子の場合,Al3Ti粒子は,MDF加工の加工回数に伴って破壊し,微細化した.一方,Al3Ti粒子が球状粒子の場合は,Al3Ti粒子の寸法はMDF加工に関わらず変化しない.これは,板状Al3Ti粒子の方が,母相のせん断変形を受けやすいためである.また,板状Al3Ti粒子を有する複相材料では,MDF加工に伴ってAl3Ti粒子に双晶変形が発生していた.さらに,そのAl3Ti粒子の双晶変形部近傍のAl母相には局所的な結晶方位回転が発生しており,Al3Ti粒子の双晶変形によってAl母相に応力集中が生じたことが分かる.以上の結果より,①Al-Al3Ti複相材料への巨大ひずみ加工に伴うAl3Ti粒子の破壊は板状Al3Ti粒子の方が生じやすい事および②Al3Ti粒子の破壊は双晶変形やその周囲のAl母相への応力集中を伴って生じる事が明らかとなった.
これまでの成果から,板状の硬質粒子を有する複相材料に巨大ひずみ加工を施すと,板状粒子が破壊し,母相の塑性流動に従って分散することが分かった.また,複相材料のヤング率も硬質粒子分布に依存して決定する.この現象は,摩擦攪拌プロセスなど巨大ひずみ変形を伴う実用加工技術を複相材料に施しても発生する.よって,本研究成果は,巨大ひずみ変形を伴う加工を施した複相材料の組織制御技術として意義ある成果である.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Nanocrystallized layer formed by sliding wear under high stress for pure Cu2016

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Ryo Tsuzuki, Yuya Kaneko and Yoshimi Watanabe
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: 01AE08 1-7

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.01AE08

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of reverse transformation induced by shot-peening for SUS 304 austenitic stainless steel2015

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Ai Namba, Mayumi Okada and Yoshimi Watanabe
    • 雑誌名

      Materials Today: Proceedings

      巻: 2S ページ: S707 - S710

    • DOI

      10.1016/j.matpr.2015.07.380

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Effects of particle size on fabrication of Al-TiO2 functionally graded materials by centrifugal mixed-powder method2016

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Jynya Maeda, Motoko Yamada and Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials, processing, fabrication, properties, applications (Thermec 2016)
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2016-05-29 – 2016-06-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cu合金への摩耗変質層形成挙動における加工硬化率の影響2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚,金子祐也,渡辺義見
    • 学会等名
      日本金属学会 第158回春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [学会発表] Effects of work-hardening rate on formation of nanocrystallized subsurface layer in Cu alloys2016

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Yuya Kaneko and Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma 2016)
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 年月日
      2016-03-06 – 2016-03-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallographic texture formed by friction stir processing for pure Al2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nakanishi, Hisashi Sato, Yoshimi Watanabe, Tomoaki Naito and Tetsuro Nose
    • 学会等名
      8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma 2016)
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 年月日
      2016-03-06 – 2016-03-10
  • [学会発表] 純Alへの摩擦撹拌プロセスにて形成する集合組織2015

    • 著者名/発表者名
      中西諒,佐藤尚,渡辺義見,内藤恭章,野瀬哲郎
    • 学会等名
      日本機械学会機械材料・材料加工部門 第23回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2015)
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス
    • 年月日
      2015-11-13 – 2015-11-15
  • [学会発表] Improvement of bonding force between abrasive grains and matrix in Cu-based diamond grinding wheel fabricated by centrifugal mixed-powder method2015

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Akira Mizuno, Yuta Mamiya, Motoko Yamada and Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015 (ATEM'15)
    • 発表場所
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI, JAPAN
    • 年月日
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • 国際学会
  • [学会発表] シリアルセクショニング法によるバタフライ状マルテンサイト相の3次元組織可視化2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚,藤本幸佑,田中智幸,渡辺義見
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会,第170回秋季講演大会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 3-dimensional microstructural observation of butterfly-type martensite in Fe-Ni-Cr-C alloy by serial sectioning method2015

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Kousuke Fujimoto, Tomoyuki Tanaka and Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Solid-Solid Phase Transformation in Inorganic Materials 2015 (PTM2015)
    • 発表場所
      Westin Whistler Resort & Spa, Canada
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-03
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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