| 研究課題/領域番号 |
62460188
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属加工
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井川 克也 東北大学, 工学部, 教授 (80005199)
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| 研究分担者 |
舟窪 辰也 東北大学, 工学部, 助手 (00209149)
大出 卓 東北大学, 工学部, 助手 (70005437)
新山 英輔 東北大学, 工学部, 教授 (50198420)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| キーワード | 凝固ポロシティ / ミクロポロシティ / アルミニウム・銅合金 / X線透視法 / 画像解析 / フーリエ変換 |
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| 研究概要 |
試験用合金として、0〜33%CuのAl-Cu合金を溶製し、溶湯に脱ガス或は水素添加処理後、下端に水冷銅製チル板を置いた予熱鋳型に鋳込み一方向凝固させ、同時に冷却曲線を記録し、冷却速度、温度勾配、凝固速度を求めた。
作製した鋳塊から、凝固方向に薄板状試験片を切出し、X線透視装置によりミクロポロシティを観察した。さらに画像解析装置により、ポロシティの数、量、形態的特徴を求めた。またミクロ組織像を画像解析装置にとり込みデンドライト枝間隔、共晶率、Tortuosity(デンドライト間の流路を通過する補充液体の流れの困難性を示すパラメータ)を求めた。
ポロシティは0〜2.5%Cuでは、ほとんど認められないが5〜17%Cuで増加し、15〜22.5%Cuで漸次減少し、25%Cu以上では再び認められなくなった。またいずれの場合もチル面近傍より試料上部に向かってポロシティ量は増加した。試料の各部におけるポロシティ量と、その部位でのTortuosityの間には正の相関関係がある幅をもって認められた。その幅の高ポロシティ側には水素含有量の大きい試料が、低ポロシティ側には水素含有量の小さい試料が分布することが分かった。
また、円柱状試料のミクロポロシティをX線CT法により、観察した。
つぎに、ミクロポロシティの生成を考えるうえで、デンドライトの形態的特徴が重要であることに着目し、ミクロ組織像にフーリエ変換をほどこし、その周波数スペクトルによって特徴を一般化して記述することを試みた。周波数スペクトルを解析することにより、ミクロ組織における周期的構造であるデンドライトの形態を定量化することができた。フーリエ変換法により、デンドライトアーム間隔を測定した結果は、従来法による結果と良く一致した。また、デンドライトの方向性、配向の乱雑さについても、定量的に把握することができた。
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