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超細粒材料の原子間力顕微鏡および結晶方位解析によるナノスケール疲労損傷機構の解明

利用原子力显微镜和超细晶材料的晶体取向分析阐明纳米级疲劳损伤机制

基本信息

批准号：
15760057
负责人：
木村英彦
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)昨年度に行った超細粒鉄鋼材料(Ultrafine材)および比較的粗大な比較材(Medium材)における疲労き裂発生挙動の解明に引き続き,本年度は疲労き裂の伝ぱ挙動を解明した.Ultrafine材では,結晶粒径が小さいほどき裂伝ぱ抵抗が低くなるという従来の知見と異なり,Medium材や粗粒材よりも疲労き裂伝ぱ抵抗が大きくなる優れた特性を見出した.(2)Ultrafine材における優れた疲労き裂伝ぱ抵抗は,破面粗さ誘起のき裂閉口が原因であることを解明した.(3)結晶粒径が小さいにも関わらず破面粗さが増加する要因は,粒界および粒内における分岐が主要因であることが解った.(4)EBSD法による結晶方位解析に基づいて,き裂先端の応力特異場における活動すべり系を計算する「すべり因子」の概念を導入し,計算結果が実際の活動すべり系と良く一致することを示した.これにより,き裂先端微小領域で結晶方位を考慮したすべり挙動評価が可能となった.(5)粒界分岐き裂は結晶方位が大きく異なり,かつすべり方向が不連続な結晶粒間の粒界で発生する向が強いことがわかった.(6)粒内分岐き裂は{110}方位を有する結晶粒内で優先的に発生し,この方位ではすべり因子が最大の活動すべり系が同時に22個存在するため,非常にすべり変形が起こりやすいことがわかった.疲労き裂が結晶粒界に近づくにつれ粒界阻止効果により転位が堆積し,き裂先端と粒界の問にすべりが起こりにくい領域が形成され伝ぱ速度が低下する.疲労負荷の増加に伴い,き裂先端で最も活動的なすべり系のひとつが再駆動して,すべり変形が起こりにくい領域を避けるように分岐すると考えられる.(7)中性子回折測定の結果,Ultrafine材は粒内分岐を引き起こす結晶方位が優先的に存在するため,破面粗さ誘起のき裂閉口が増加して疲労き裂伝ぱ抵抗に優れると結論づけられる.

(1)The explanation of fatigue crack occurrence in ultra-fine grained iron and steel materials (Ultrafine materials) and relatively coarse comparative materials (Medium materials) was introduced last year, and this year's fatigue crack occurrence is explained.Ultrafine materials have a small crystal particle size and low crack resistance, while Medium materials and coarse-grained materials have excellent fatigue crack resistance. (2)Ultrafine materials are resistant to cracking, and the reasons for cracking are explained. (3)The main reason for the increase of crystal particle size is that the crystal particle size is small, and the crystal particle size is large. (4)EBSD method for crystal orientation analysis of the basis, crack tip force unique field for the calculation of the concept of " The crystal orientation of the crack tip micro field is considered. (5)The grain boundary is divided and the crystal orientation is different. The direction is different. The grain boundary between the grains is generated. The direction is strong. (6)Intragranular differentiation: {110} orientation: crystal intragranular preferential growth, orientation: maximum activity factor: 22 simultaneous existence: very high orientation: crystal intragranular preferential growth. The crystal grain boundary is close to the grain boundary, and the grain boundary prevents the grain from accumulating. The crack tip and the grain boundary are formed in the grain boundary. The speed of formation is low. The increase of fatigue load is accompanied by the crack of the most active part of the system. (7)According to the results of the analysis of the neutral sub-refraction, the crystal orientation of Ultrafine materials has priority over the intragranular differentiation, and the crack resistance of Ultrafine materials has increased.