バルク金属ガラスに特有な弾・塑性変形挙動の観察とそのメカニズムの検討

大块金属玻璃特有的弹塑性变形行为观察及其机理研究

• 批准号: 16039220
• 负责人: 藤田 和孝
• 金额: $ 3.46万
• 依托单位: Ube National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16039220/
• 关键词: バルク金属ガラス; アモルファス; 擬弾性; すべり; 疲労き裂; 破壊力学; 陽電子消滅法; ナノインデンテーション

Cu基,Ti基,およびNi基バルク金属ガラス(BMG)丸棒を用い,せん断応力下で負荷除荷試験を行い,すでに実施したZr基,Pd基,La基BMGの結果と合わせ擬弾性挙動と横弾性係数(G)およびポアソン比(ν)の関係を検討した.擬弾性は,νが全般に大きなBMGでは,Gが最も小さいLa基(G=12.3GPa)が顕著で,最も大きいCu基(41.3)ではほとんど生じなかった.同時にGおよびνが異なる結晶合金(鋼,純Ti,純Cu,純Al)においても同様な検討を行った.νが大きくGが小さい純Cuと純Alで擬弾性が観察された.コイルスプリングをZr基BMGで作製し,荷重変位関係を調べたが非線形な関係は確認出来なかった.分子動力学法でせん断応力下におけるアモルファスの負荷除荷試験を実施したところ,実験と同様な擬弾性が生じ,その原因は局所的な相変態のためと考えられた(H17年度成果論文1つ目).応力とすべり変形挙動の関係について,旋削時の切屑におけるすべり変形を観察し,最大せん断応力方向に約0.3μmという極めて短い間隔で平行に連続的にすべっていることを見出した.BMGは最大せん断応力のみに支配されてすべり切るため,理想的な流れ形切屑を生成し,結晶合金では得られない極めて良好な表面あらさが得られた(H17年度成果論文2つ目).また,BMGは平滑材の引張試験では塑性変形をほとんど生ぜずに破断するが,疲労き裂を入れた破壊靱性試験では塑性拘束の強い疲労き裂先端付近で多数の長いせん断帯が生じて塑性鈍化し,50MPa√m程度の大きな破壊靱性値を示した(H17年度成果論文3つ目).BMGに特有な斜め疲労き裂進展の再現を確認した.この原因を検討するため,疲労き裂先端前方の硬度分布を購入した微小表面材料評価システムを用いて測定したが,き裂先端近傍領域(〜数μ)において明確な硬度変化は観察されなかった.

Cu-,Ti-, Ni-, Ti-, Ni-, Ti-, Ti Nimble property, v At the same time, different crystalline alloys (steel, pure Ti, pure Cu, pure Al) are also discussed. Pure Cu, pure Al, pure Al, pure Cu, pure Al, pure Al, pure Cu, pure Al, pure Al, pure Zr-based BMG is controlled by the load position relationship, and the nonlinear relationship is confirmed. Molecular dynamics method is applied to load removal test under intermittent force, and the same pseudo-property is generated, and the reason for the change of phase is examined (H17 Annual Achievement Paper 1). The relationship between the cutting force and the shape of the chip is observed when the chip is rotated. The maximum breaking force direction is about 0.3μm. The maximum breaking force direction is about 0.3μm. The maximum breaking force direction is controlled by the ideal shape of the chip. Crystalline alloys are excellent in surface quality (H17 Annual Achievement Paper 2). In addition, the tensile test of BMG smooth material shows plastic deformation, fracture, fatigue crack, fracture resistance test, plastic restraint, strong fatigue crack tip, plastic passivation,50MPa, fracture resistance value (H17 annual paper 3). The reproduction of fatigue crack progress unique to BMG is confirmed. The hardness distribution in front of the crack tip is determined by the measurement of the hardness distribution in the area near the crack tip (~ several μ).

项目成果

Molecular Dynamics Simulation on Anelasticity under Tensile and Shearing Stresses in Single Component Amorphous Metal

单组分非晶金属拉伸和剪切应力下迟弹性的分子动力学模拟

• 发表时间: 2005
• 期刊: Materials Transactions Vol.46,No12
• 作者: Kazutaka Fujita;Jyunji Ohgi;Vaclav Vitek;Tao Zhang;Akihisa Inoue
• 通讯作者: Akihisa Inoue

Cutting characteristics of bulk metallic glass

• DOI: 10.2320/matertrans.46.2856
• 发表时间: 2005-12-01
• 期刊: MATERIALS TRANSACTIONS
• 影响因子: 1.2
• 作者: Fujita, K;Morishita, Y;Inoue, A
• 通讯作者: Inoue, A

金属ガラスの機械的性質

金属玻璃的机械性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: 金属 75・1
• 作者: Kazutaka Fujita;Nobuyuki Nishiyama;Kenji Amiya;Tao Zhang;Hisamichi Kimura;Akihisa Inoue;藤田 和孝
• 通讯作者: 藤田 和孝

Fracture Toughness in Zr-Based Bulk Metallic Glass

锆基大块金属玻璃的断裂韧性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Metastable & Nanocrystalline Materials Vols.24-25
• 作者: Kazutaka Fujita;Nobuyuki Nishiyama;Kenji Amiya;Tao Zhang;Hisamichi Kimura;Akihisa Inoue
• 通讯作者: Akihisa Inoue

陽電子消滅法によって調べた高張力鋼HT780の繰返し軟化

正电子湮灭法研究高强钢HT780的反复软化

• 发表时间: 2005
• 期刊: 鉄と鋼 91・4
• 作者: Kazutaka Fujita;Nobuyuki Nishiyama;Kenji Amiya;Tao Zhang;Hisamichi Kimura;Akihisa Inoue;藤田 和孝;吉田 政司
• 通讯作者: 吉田 政司