高強度合金のギガサイクル疲労に関する基礎的研究

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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。