強化相の粗大化による短繊維強化金属基複合材料の高温クリープ強度の向上

通过粗化增强相提高短纤维增强金属基复合材料的高温蠕变强度

• 批准号: 07650827
• 负责人: 佐藤 英一
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Institute of Space and Astronautical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650827/
• 关键词: クリープ; 金属基複合材料; 塑性緩和; 拡散緩和; マイクロメカニクス; 有限要素法; ミスマッチひずみ

短繊維強化金属基複合材料の高温での定常クリープ状態について、強化繊維まわりのひずみのミスマッチの緩和機構-すなわち拡散による緩和機構と不均一な塑性変形による緩和機構-に注目して、エシェルビーの等価介在物法による解析と、有限要素法による解析とにより、議論した。どちらの解析によっても、拡散緩和が主に働くときには応力指数が1、塑性緩和が主に働くときには応力指数はマトリックスと等しい、ということが導かれた。ここで、拡散緩和機構は低ひずみ速度領域で主に働き、塑性緩和機構は高ひずみ速度領域で主に働く。またひずみ速度に対する繊維の長さの影響も、それぞれの緩和機構について求められた。以上の解析を実験的に検証するために、一方向凝固で作ったAl-Al_3Ni複合材料のクリープ挙動を測定した。この材料は、単結晶Alマトリクスの中に、体積分率10%、直径0.84μm、長さ100μmのAl_3Niの繊維が分散したものである。解析から予想されたのと全く同じように、低ひずみ速度領域で応力指数が1の領域が観察され、またひずみ速度の増加とともに応力指数が大きくなるのが観察された。また、ひずみ速度の大きさそのものも、それぞれの緩和機構から予想されるひずみ速度とよく一致していた。したがって、本研究から、短繊維強化金属基複合材料の高温定常クリープの定量的な予想が確立され、希望する高温クリープ強度をもつ複合材料について繊維の長さ等のパラメータを設計することが可能となった。

Analysis and Discussion on the Relaxation Mechanism of Steady-state and Strengthened Metal Matrix Composites at High Temperature by Finite Element Method For example, if you want to change your mind, you can change your mind. In this case, the dispersion mitigation mechanism is mainly in the low speed field, and the plastic mitigation mechanism is mainly in the high speed field. The speed of the engine is controlled by the impact of the engine on the engine, and the speed of the engine is controlled by the mitigation mechanism. The above analysis results show that the solidification behavior of Al-Al_3Ni composites in one direction is determined. This material is composed of single crystal Al, volume fraction 10%, diameter 0.84μm, length 100μm and Al 3Ni. The analysis shows that the force index of the whole body is equal to 1 in the field of low speed, and the force index of the whole body is equal to 1 in the field of high speed. The speed of the engine is high, and the speed of the engine is low. This study aims to establish a quantitative approach to the design of high temperature steady-state properties of short-dimensional reinforced metal matrix composites. It is hoped that high-temperature steady-state properties of short-dimensional reinforced metal matrix composites will be designed in the future.

项目成果

Eiichi Sato: "Plastically Acccmnoduted Creep in Al-Al_3Ni Composite" Materials Tvansaetions,JIM. 37. (1996)

Eiichi Sato：“Al-Al_3Ni 复合材料中的塑性加速蠕变”材料 Tvansaetions，JIM。