巨大ひずみ加工により作製した超微細粒材料の疲労破壊メカニズムの解明

阐明大应变加工制造的超细晶材料的疲劳断裂机制

基本信息

批准号：
19025009
负责人：
北原弘基
金额：
$ 2.82万
依托单位：
Kumamoto University
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

巨大ひずみ加工の一種である、繰返し重ね接合圧延(ARB : accumulative roll bonding)により作製した超微細粒材料の疲労特性について検討を行った。試料は、hcp系である工業用純Ti(JIS2種ASTM Grade2)とFCC系である工業用純Al(JIS1100)を用いた。工業用純Ti : 前年度に、6サイクルまでのARB材を種々・作製し、疲労き裂進展試験を行った。超微細粒純Tiのき裂進展速度と応力拡大係数範囲の関係を明らかにした結果、ARBによる結晶粒超微細化により、下限界応力拡大係数範囲およびき裂進展速度が大きく低下することを明らかにした。この下限界応力拡大係数範囲の低下は、き裂閉口現象によるものと考えられているが、超微細粒材料のき裂閉口現象を実測した研究例はない。そこで、このき裂閉口現象を明らかにするために、ひずみゲージを用いたクリップゲージを作製し、き裂開閉口現象の測定を行った。その結果、確かに6サイクル材では、き裂閉口現象は生じないことを明らかにした。これは、微細化による高強度かのため、き裂先端の塑性域が小さくなったためと考えられる。工業用純Al : 出発材とARB6サイクル材の定応力疲労試験を行った。巨大ひずみを導入することにより、疲労強度と疲労寿命が大きく向上することが明らかとなった。特に、疲労強度は、準静的強度である0.2%耐力に比例して、向上することが分かった。一方で、107サイクルで未破断の組織観察をした結果、0.2%耐力の40%の応力にも関わらず、明瞭なせん断帯が導入することを明らかにした。

我们研究了由环状重叠键合（ARB）产生的超细晶粒材料的疲劳特性，这是一种巨大的应变处理。样品是工业纯Ti（JIS 2类ASTM级），它是HCP系统和工业纯AL（JIS1100），这是FCC系统。工业纯Ti：在上一年，最多六个周期制造了各种ARB材料，并进行了疲劳裂纹生长测试。揭示了裂纹生长速率与超细晶粒纯Ti的应力强度因子范围之间的关系，并发现由于使用ARB的超细晶粒降低，下极限应力强度因子范围和裂纹生长速率大大降低。尽管下限应力强度因子范围的减少被认为是由于裂纹闭合现象引起的，但实际上没有研究实际上测量了超铁晶粒材料中的裂纹闭合现象。因此，为了阐明这种裂纹闭合现象，制造了使用应变量规的夹子仪，并测量了裂纹开口/闭合现象。结果，发现六周期材料没有发生裂纹闭合现象。这被认为是因为由于小型化引起的高强度，裂纹尖端处的塑料区域降低了。工业纯AL：对起始材料和ARB 6周期材料进行恒定应力疲劳测试。据揭示，巨大的菌株的引入极大地改善了疲劳力量和疲劳寿命。特别是，发现疲劳强度与准强度的准静态强度成比例提高。另一方面，超过107个周期的未分裂结构观察结果表明，尽管应力为40％，但轴承能力为0.2％，但仍引入了透明的剪切条。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ARBにより作製した超微細粒純Tiの疲労き裂進展挙動

ARB制备超细晶纯Ti的疲劳裂纹扩展行为

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
酒井拓;〓〓;楊続躍;三浦博己;T. Sakai;R. Miyahara;H. Kitahara;H. Kitahara;H. Kitahara;D. Terada;H. Kitahara;R. Miyahara;堀家拓也;北原弘基;北原弘基
通讯作者：
北原弘基

Fatigue crack propagation behavior in commercial purity Ti severely deformed by accumulative roll bonding process