Clarification of fatigue fracture mechanism on dissimilar joint by FSW and improvement of reliability the joints

FSW阐明异种接头疲劳断裂机理提高接头可靠性

• 批准号: 19K04100
• 负责人: 岡根 正樹
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Technology, Toyama College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04100/
• 关键词: FSW; 異種金属接合体; 疲労強度特性; ADC12; デジタル画像相関法; 自然時効; 摩擦攪拌接合; 鉄鋼材料; アルミニウム合金; 摩擦攪拌; 疲労特性; 疲労破壊過程; 疲労強度

本研究は，マルチマテリアル構造を視野に入れた，摩擦攪拌接合（FSW）による異種金属接合材の疲労強度特性を検討する研究の一環として，疲労破壊のメカニズムを明らかにし，より高強度で信頼性の高い異種金属接合体を創製するための最適接合条件の構築に寄与することを目指すものである。2022年度は，前年度に引き続き，①ADC12とS45C接合体の疲労特性の検討を行った。また，②デジタル画像相関法（DIC）を用いて，S45C/A6063接合体の，応力負荷にともなう変形の分布のようすを計測した。①については，前年度までの研究で，ADC12の母材部では針状のケイ素（Si）が分散していたが，接合領域（攪拌部）では，Siが細かく砕かれ，粒状に分散していることが明らかとなっている。この接合体より疲労試験片を機械加工し，応力比R=-1ならびにR=0.1の条件で疲労試験を行った。その結果，接合材の疲労強度はR=-1の場合は117MPa程度で，R=0.1の場合は72MPa程度であった。ADC12母材の疲労強度と比べると，R=-1の場合は15%程度の低下であったが，R=0.1の場合は，母材部の強度と，ほぼ同程度ということがわかった。また，いずれの応力比でも，疲労破壊の発生位置は，接合時におけるADC12内の攪拌部と母材部の境界近傍，もしくは母材部内であった。②の検討では，S45C/A6063試験片に静的な荷重を負荷しながら，変形のようすをデジタル画像相関法を用いて計測した。その結果，A6063内の軟化領域では，軟化の程度，すなわち硬さに違いがあっても，弾性変形状態においては，応力とひずみの関係には，ほとんど差違が認められないことがわかった。一方，塑性変形状態での変形については，軟化の程度が大きな領域，すなわち硬さが低い領域ほど，塑性変形が始まる応力レベルが低いこと，すなわち耐力が低いことがわかった。

In this study, the strength characteristics of friction stir welding (FSW) dissimilar metal joining materials and fatigue strength characteristics of dissimilar metal joining materials were studied, and the strength characteristics of the friction stir welding (FSW) were investigated. High-strength and reliable dissimilar metal jointsするためのThe most suitable construction condition for jointing is created and the することをobject refers to すものである. In 2022, the results of the previous year are based on the fatigue characteristics of the ADC12 and S45C joint body.また, ②Dict image correlation method (DIC) is used to measure the S45C/A6063 joint body, and the force load にともなう変shaped のdistribution のようすをmeasurement. ① については, previous year's までの research で, ADC12's base material part では needle-shaped のケイ element (Si) が dispersed していたが, joining area (stirring part) では, Si が fine かく砕かれ, granular に dispersed していることが明らかとなっている. The joint body is subjected to fatigue test and the sheet is machined, and the strength ratio R=-1 and the fatigue test is carried out under the conditions of R=0.1. As a result, the fatigue strength of the joint material is approximately 117MPa when R=-1, and is approximately 72MPa when R=0.1. The fatigue strength of ADC12 base material is lower than that of 15% when R=-1. When R=0.1, the strength of the base material is the same as the strength of the base material.また, いずれの応力ratio でも, fatigue 労breaker壊の発genesis position は, when joining におけるA DC12 The stirring part and the base material part are close to each other, and the base material part is the same. ②The S45C/A6063 test piece is a static load and a load, and the image correlation method of the S45C/A6063 test piece is measured using the same method. Result, softening area within A6063, degree of softening, hardness, elasticity The state of change is the same as the state of change, the relationship between force and strength is the same as the relationship between the two, and the difference between the two is the same. On the one hand, the plastic deformation state is the same as the plastic deformation state, the softening degree is large and the area is hard, and the hardness is low. The field is low, the plastic shape is low, the plastic shape is low, and the endurance is low.

项目成果

FSWによるS45C/A6063接合体の疲労強度特性におよぼす応力比および後熱処理の影響

应力比和后热处理对FSW S45C/A6063接头疲劳强度性能的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 岡根正樹;志鷹哲哉;松浦丈;茶木智勝;安井利明;福本昌宏
• 通讯作者: 福本昌宏

摩擦攪拌によるS45C/A6063接合体の強度特性におよぼす応力比の影響

应力比对S45C/A6063搅拌摩擦连接体强度性能的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: T.Orii;S.Yoshihara;R.Yamada;T.Tsuda;Y.Ito;松浦丈，岡根正樹，茶木智勝，安井利明，福本昌宏
• 通讯作者: 松浦丈，岡根正樹，茶木智勝，安井利明，福本昌宏

摩擦攪拌によるA5052/A6063異種Al合金接合体の疲労強度特性

搅拌摩擦生产A5052/A6063异种铝合金接头的疲劳强度特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 野尻浩之;岡根正樹;茶木智勝;安井利明;福本昌宏;野尻浩之，岡根正樹，茶木智勝，安井利明，福本昌宏
• 通讯作者: 野尻浩之，岡根正樹，茶木智勝，安井利明，福本昌宏

摩擦攪拌によるA5052/A6063接合体の強度特性

A5052/A6063搅拌摩擦接合体的强度特性

• 发表时间: 2019
• 作者: 折井天悟;吉原正一郎;古島剛;安倍雅史;山田隆一;伊藤安海;保坂泰斗;岡根正樹，前沢優斗，茶木智勝，安井利明，福本昌宏
• 通讯作者: 岡根正樹，前沢優斗，茶木智勝，安井利明，福本昌宏

超微細結晶粒SUS304鋼の高応力振幅負荷による相変態の考察

高应力幅载荷作用下超细晶SUS304钢相变的考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamada Ryuichi;Hosaka Taito;Yoshihara Shoichiro;MacDonald Bryan J.;横山優花，亀尾佳貴，安達泰治;亀尾佳貴，Cener Denis J.，Scheuren Ariane C.，Muller Ralph，安達泰治;佐々木太一，吉原正一郎;坂野暢昭，亀尾佳貴，安達泰治;及川翔太，小熊規泰，岡根正樹，鈴木洋平，平林悟，小松隆史;花山環，吉原正一郎，行武栄太郎，山田隆一;小熊規泰，及川翔太，岡根正樹，鈴木洋平，平林悟，小松隆史
• 通讯作者: 小熊規泰，及川翔太，岡根正樹，鈴木洋平，平林悟，小松隆史