環境温度と変形速度を考慮したバルク金属ガラス降伏関数の構築

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ジルコニウム基金属ガラスの降伏や破壊に対して，環境温度，変形速度（ひずみ速度）条件を含む関数の構築を目指し，各種実験を実施してきた．垂直応力とせん断応力を同時に作用させる条件下において，変形速度の一意的な定量化について最大せん断応力速度で整理すると，臨界応力が変形速度と非常に良い相関をもつことが示された．この結果は本課題をまとめる上で重要な手法と評価方法をもたらした．現時点で３５０℃～４１０℃範囲の５温度条件の引張－せん断複合状態について調査を行い，ガラス転移を裏付ける速度－臨界応力関係の変化が見いだされた．単純負荷による速度依存性のデータとともに，降伏関数に展開する方針を見出し，日本機械学会東海支部第７２期講演会にて発表した．同様の手法において，座屈による不安定変形を解決する実験治具の改良を行いつつ圧縮－せん断複合状態についても調査を進めた．本年度は正負の垂直応力-せん断の複合負荷条件における温度-変形速度の降伏関数への影響を定量化し，降伏関数の構築をまとめる．また２０２２年度実績概要で報告した，予負荷（ひずみ速度がゼロ近傍）下の熱による変形挙動の切り替わりについて同時に調査を進めた．この内容は，本研究課題における究極的に遅いひずみ速度に対する結果とともに，金属ガラスを機械構造用材料として応用するうえでの強度設計や加工といった実際的で新しい課題を生むものと着目している．この挙動については上記講演会でベストプレゼンテーション賞を受賞した．一方で具体的に金属ガラスの加工にこの挙動を応用する方法を検証し始めた．予備調査段階であるが，金属ガラス特有の加工への応用という波及効果の高い課題になると考えている．後者の挙動については日本材料学会「材料」にて発表し，同誌にて前者の中間結果を別途解説文として公表した．本研究課題の精度と確度を高めつつ総括とともに論文公表につなげていく．