高強度合金のギガサイクル疲労に関する基礎的研究

高强合金十周疲劳基础研究

• 批准号: 01F00042
• 负责人: 皮籠石 紀雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00042/
• 关键词: 疲労; 高強度合金; Al合金; 超音波; き裂伝ぱ下限界; 複合補修; 腐食; 超長寿命

本年度の実績1.高強度Al合金6061-T6と7075-T6を用いて室温・大気中で超音波疲労試験を行い、10^9回までの超長寿命域における疲労強度およびき裂伝ぱ下限界特性を調べた。いずれの材料でも、疲労破壊は10^7回、さらに10^9回を超えても生じており、疲労限界が確認できない。このことは、材料の強度設計を行なう際、10^7回を越えるような超長寿命域での強度特性を把握することが重要であることを意味する。また、疲労破面にはすべり方向に並んだ多数のボイドが観察されるが、き裂伝ぱ下限界特性に及ぼす超音波の影響は顕著ではなかった。2.高強度A1合金7075-T6を用いて超音波疲労試験を行い、試験片表面に生じた腐食ピットが本合金の超長寿命域での疲労強度およびき裂伝ぱ下限界特性について調べた。15%の食塩溶液に試験片を1日、4日および1週間を浸食することにより、疲労寿命は約10分の1から100分の1まで短縮され、き裂伝ぱ下限界は約20%まで降下された。3.き裂材の補修は実用上の問題としてその重要性が指摘されている。本研究では、単層および多層Boron/Epoxyパッチにより補強されたA1合金のき裂伝ぱ特性について調べた。補強Boron/Epoxyパッチの使用層数の増加に伴い、き裂材の疲労寿命が大幅に上昇し、応力拡大係数も減少する。疲労寿命に及ぼす補強パッチの形状や暑さの影響も大きい。

Performance of the year 1. High strength Al alloy 6061-T6 and 7075-T6 are used in ultrasonic fatigue test at room temperature and high temperature, and the fatigue strength is adjusted in the ultra-long life range of 10^9 cycles. In the middle of the material, the fatigue break is 10^7 times, the fatigue break is 10^9 times, the fatigue break is 10^9 times, and the fatigue break is 10^9 times. The strength characteristics of materials are important when designing, 10^7 cycles and longer life. The direction of the laser beam is different from the direction of the laser beam. 2. High strength A1 alloy 7075-T6 is used in ultrasonic fatigue test, corrosion occurs on the surface of the test piece, and the fatigue strength of the alloy in the ultra-long life range is adjusted. 15% of the food solution test tablets 1 day, 4 days, 1 week immersion time, fatigue life of about 10 minutes, 1 minute, 1 minute, shortening, cracking time limit of about 20%. 3. The importance of repairing cracked materials is criticized. In this study, the single layer and multilayer Boron/Epoxy alloy were used to strengthen the crack resistance of A1 alloy. The increase in the number of layers used for the reinforcement of Boron/Epoxy is accompanied by a significant increase in the fatigue life of the crack material and a decrease in the strength factor. The shape and influence of fatigue life and reinforcement on the structure and structure of the alloy are discussed.

项目成果

Q.Y.Wang, C.Bathias, Q.Chen, N.Kawagoishi: "Characterization of S-N curve in gigacycle fatigue"SPIE PROCEEDINGS. 4537. 213-216 (2002)

Q.Y.Wang、C.Bathias、Q.Chen、N.Kawagoishi：“千兆循环疲劳中 S-N 曲线的表征”SPIE 论文集。

Q.Y.Wang, N.Kawagoishi, Q.Chen, R.M.Pidaparti: "Evaluation of the probability distribution of pitting corrosion fatigue life in aircraft materials"ACTA MECH SINICA. 19-3. (2003)

Q.Y.Wang，N.Kawagoishi，Q.Chen，R.M.Pidaparti：“航空材料点蚀疲劳寿命概率分布的评估”力学学报。

N.Yan, N.Kawagoishi, Q.Chen, Q.Y.Wang, et al.: "Fatigue properties of Inconel 718 in long life region at elevated temperature"KEY ENGINEERING MATERIALS. 243-244. 321-326 (2003)

N.Yan、N.Kawagoishi、Q.Chen、Q.Y.Wang 等：“Inconel 718 在高温长寿命区的疲劳性能”关键工程材料。

陳強, 皮籠石紀雄, 西谷弘信, 大坪謙一, 王清遠, 近藤英二: "Ni基超合金の超音波疲労特性"日本機械学会論文集. 69・679A. (2003)

陈强、Hikagoishi、Hironobu Nishitani、Kenichi Otsubo、Qingyuan Wang、Eiji Kondo：“镍基高温合金的超声疲劳性能”，日本机械工程师学会会刊 69, 679A。

Q.Y.Wang, C.Bathias, N.Kawagoishi, Q.Chen: "Effect of inclusion on subsurface crack initiation and gigacycle fatigue strength"INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE. 24・12. 1269-1274 (2002)

Q.Y.Wang、C.Bathias、N.Kawagoishi、Q.Chen：“夹杂物对次表面裂纹萌生和千兆循环疲劳强度的影响”国际疲劳杂志 24・12（2002）。