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ネットシェイプ成型が可能な炭化けい素粒子分散型アルミニウム合金複合材料の疲労特性

碳化硅颗粒弥散成形网状铝合金复合材料的疲劳性能

基本信息

批准号：
03650059
负责人：
熊井真次
金额：
--
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

炭化けい素(SiC)粒子で強化したアルミニウム合金は比強度、耐熱性に優れた複合材料である。従来、粉末冶金法、圧延、押出し等により均質な材料の製造が可能となってきているが、高い製造コスト、難切削加工性等の問題がこの種の複合材料の実用化の大きな障害となっている。SiC粒子強化鋳造用アルミニウム合金はキャスティングによるニアネットシェイプ成型が可能なため、上述の問題を打開できる。しかし、鋳造用複合材料の場合には、SiC粒子分散は凝固条件に支配され、このため材料の機械的性質に及ぼす凝固組織の影響を明らかにしなくてはならない。本研究では特に疲労特性に注目し、疲労き裂伝播挙動に及ぼすSiC粒子ならびにマトリクス組織の影響を明らかにすることを目的とした。鋳造欠陥の影響を極力少なくするため、高圧鋳造法で作製し、種々の熱処理を施した10%および20%のSiC粒子を含有するA356アルミニウム合金ならびに比較材として無改良およびSr改良処理を行なったA356合金について、疲労き裂伝播試験を行なった。その結果、次のような知見が得られた。1)SiC粒子の含有によりき裂伝播に必要な応力拡大係数の下限界値が向上した。2)パリス域での勾配はSiC粒子量の増加とともに増大した。これはSiC粒子および共晶Si粒子を核としたディンプル形成によるき裂伝播速度の加速効果であると考えられる。3)破面観察よりパリス域から最終破断に至る高伝播速度領域への移行は、マトリクス中の共晶Siの形態に支配されていることを見いだした。そこで共晶組織を球状化、あるいは更に微細化したところ疲労き裂伝播速度の大きな低減が見られた。以上のようなことからネットシェイプ成型を目的とした鋳造用アルミニウム合金複合材料の疲労き裂伝播特性を向上させるためには、SiC粒子分散のみならず共晶Si粒子の組織制御が重要であることが明らかとなった。

Carbonized SiC (SiC) particles are reinforced SiC alloys and composite materials with excellent specific strength and heat resistance. It is possible to manufacture homogeneous materials such as lamination, powder metallurgy, pressure expansion, extrusion, etc., and high quality Problems such as manufacturing and difficult-to-cut machinability of composite materials have been solved by using large-scale obstacles. SiC particle-reinforced ingot alloy alloy alloy alloy It is possible to mold the ニアネットシェイプがなため, and the above-mentioned problems are solved. In the case of composite materials for manufacturing, the SiC particles are dispersed and the solidification conditions are controlled. The mechanical properties of the material and the influence of the solidification structure are clearly understood. This study focuses on the special fatigue characteristics, fatigue properties, and the application of SiC Particle ならびにマトリクス organizational のeffect を明らかにすることをpurpose とした. It is made with minimal influence, high-pressure manufacturing method, heat treatment, 10% SiC 20% SiC particles, and contains A35 6アルミニウムAlloy ならびにComparative material としてNo improvements およびSr Improvements A356 alloy is used for analysis and testing.その Results, times のような知见がgetられた. 1) The SiC particle contains a lower limit value that is necessary to maintain a large coefficient of cracking. 2) The combination of the パリスdomain and the increase in the amount of SiC particles will increase the size.これはSiC particles およびeutectic Si particles をnuclear としたディンプル formation によるきspreading speed のacceleration effect であるとtest えられる. 3) Arrancar Observation よりパリス domain からFinal break に to るHigh den broadcast speed domain への transferは, the eutectic Si form in the マトリクス中の eutectic Si に dominates the されていることを见いだした. The eutectic structure is spheroidized, the eutectic structure is refined, and the cracking speed is reduced. The above-mentioned のようなことからネットシェイプ molding purpose is to make the アルミニウム alloy composite material have fatigue and cracking characteristics. It is important to control the structure of the SiC particle dispersion and eutectic Si particles.