局所変位を測定可能なクリープ試験法を応用した加速クリープ現象の学理構築

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高温かつ外力作用下で生じるクリープは時間に依存した塑性変形である。高温環境で材料を安全・安心に利用するためには、その変形の全容を理解し制御する必要がある。本研究では、クリープによる全変形の大部分を占める加速クリープ領域に着目する。加速クリープでは、試験片の外形変化、損傷の発生、材料組織の変化による影響が重畳しつつ、時間とともに変形が加速する。本研究では、加速要因を分類・重み付けすることで加速クリープの本質を理解し、その学理構築を目指す。本研究では、「局所変形を測定可能なクリープ試験法の確立」と「クリープ変形における加速要因の分類と重み付け」の研究項目に取り組む。局所変形を測定可能なクリープ試験法の確立の研究項目として、2022年度は、デジタル画像相関法とクリープ試験を組み合わせた力学試験装置を設計した。また、高温でも劣化することなく継続的に撮影可能な画像相関計算用ランダム模様の作成・撮影方法を検討した。クリープ変形における加速要因の分類と重み付けの研究項目として、本研究では、純度と結晶粒径を適切に調整したAl-Mg合金、Al-Cu合金およびFe基合金を試験材として用いる。2022年度は、Al-4.5%Mg合金とAl-5%Cu合金を準備し、熱処理等による初期組織状態の変化を、電子顕微鏡により観察した。Fe基合金では、熱処理条件よって、結晶粒径等を変化させた資料を準備して、その微細組織を電子顕微鏡により定量的に評価した。