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Elucidation of Fatigue Crack Propagation Mechanism and Fatigue Strengthening Design of Martensitic Steels by Micromechanical Testing

通过微观力学测试阐明马氏体钢的疲劳裂纹扩展机制和疲劳强化设计

基本信息

批准号：
20H00311
负责人：
高島和希
金额：
$ 29.95万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

2022年度においては、当初の計画に示したように、パケット境界、旧オーステナイト粒界における疲労き裂伝播挙動の解明を行った。試料には昨年度と同様に低炭素鋼を全面ラスマルテンサイト組織としたものを用いた。試料をマイクロ試験片が採取できる50μm程度まで研磨し、電子線後方散乱回折(EBSD)法により組織観察を行い、試験片採取位置を選択後、微細レーザ加工機及び集束イオンビーム(FIB)加工機を用いて、微小CT試験片を作製した。2022年度においては、最初にパケット境界部をき裂が伝播する際のき裂伝播過程を検討するため、き裂の面とその伝播方向が、パケット境界と平行になるようにマイクロCT試験片を選択的に採取した。疲労試験は本研究の初年度に開発した微小疲労試験機を用い、応力比0.1、繰返し速度1 Hz、室温・大気中で行った。その結果、疲労き裂伝播速度は、パケット境界を挟んだブロックの方位に依存して異なった。その原因としては、き裂先端での晶癖面内すべと面外すべりの活動の状況の違いによるものと考えられる。すなわち、き裂先端において晶癖面内すべりが活動しやすいブロックと晶癖面外すべりが活動しやすいブロックがどのように配向しているかによって、すべりの非対称性が生じ、そのことがき裂伝播速度を支配していると推察された。このことを確認するために、き裂先端におけるマルテンサイトのブロック構造を模擬したモデルを構築し、結晶塑性有限要素法(CPFEM)によるシミュレーションを行った。得られた結果は上記の仮定を支持するものとなった。また、旧オーステナイト境界に沿ってき裂が伝播する場合にも同様の傾向が認められたが、試験片の作製が困難であり、十分な数の試験片を準備できなかったため、さらに検討が必要である。上記の結果は、疲労き裂伝播抵抗に優れるマルテンサイト組織鋼の開発において重要なキーポイントとなる。

In the year 2022, the original plan will show you that you are going to be in a state of war, and that you are not in a state of health, and that you are not in a state of health. The materials are the same as those of low-carbon materials last year. The organization will use the same amount of food. A 50 μ m precision grinding machine, a random folding (EBSD) method behind the power line is used to organize the inspection of the line, the position of the machine, the microprocessor and the cluster microprocessor (FIB) are used for testing. Micro-CT chips are used for testing. In the year 2022, the border department was responsible for the broadcast process, the broadcast direction, the broadcast direction and the selection of the selected film for the first time. At the beginning of this study, the micro-fatigue test machine was used, the force ratio was 0.1, the return speed was 1 Hz, and the room temperature was at room temperature. The result of the test, the speed of the propagation, the speed of propagation, The reason for this is that the reason for the failure is that the in-plane and out-of-plane activities of the crack tip are not in-plane and out of plane. The device, the tip of the device, the device, the tip, the tip, the end, the Please make sure that the model is correct, that the crack end is different, that the model is established, that the finite element method of crystallized plasticity (CPFEM) is used to determine the accuracy of the model, and that the mechanical properties of the model are different. As a result, we have confirmed that we are sure that we will support the diagnosis of health problems. The state of the world is divided into two parts: one day, the other day, the other half, the old one, the old, the same, the same as the other. In the last chapter, the results and fatigue results were reviewed, and the organization was organized to improve the performance of the most important parts of the economy.