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アルミ系ナノ結晶合金における高温疲労現象の解明とその耐疲労設計手法の提案

铝基纳米晶合金高温疲劳现象的阐明及抗疲劳设计方法的提出

基本信息

批准号：
16760073
负责人：
植松美彦
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

粉末冶金法で作成した超微細結晶粒P/Mアルミニウム合金,および比較材として鋳造アルミニウム合金AC4CHを用い,小型炉を具備した平面曲げ疲労試験機により室温,200℃および250℃において疲労試験を実施した.その結果,微細粒材は室温環境下では介在物あるいは粉末粒界を起点としてき裂が発生することが判明した.また温度上昇とともに疲労強度は低下する.しかし,温度上昇に伴う疲労強度の低下量,剛性の低下量などは,鋳造アルミニウム合金に比べて非常に小さいことが判明した.さらに,レプリカ法による微小疲労き裂進展挙動観察とき裂進展速度評価から,結晶粒を微細化したことにより,温度上昇にともなう疲労き裂進展抵抗の低下が生じていないことを明らかにした.しかし,温度上昇とともに原料粉末界面の強度低下が生じるため,疲労き裂発生寿命は低下する.すなわち,原料粉末の接着性向上と介在物除去により,高温下でも十分な疲労強度を有する材料の開発が可能と考えられる.また,粉末冶金法で作成した超微細粒材は,温度上昇による強度や剛性低下が鋳造材よりも小さく,き裂進展速度の温度依存性も小さい.すなわち,高温環境下における利用に適しているが,これは結晶粒が超微細化されているのみでなく,希土類金属や遷移金属のように,アルミニウム中での拡散係数が小さな元素を添加しており,それによって形成されるAlとの金属間化合物の耐熱性が良好なためであることを明らかにした.さらに,摩擦攪拌接合時の温度上昇と強塑性変形によって生じる,動的再結晶を応用して結晶粒を微細化した,6061-T6アルミニウム合金の疲労挙動についても検討した.その結果,微細化の過程で析出硬化物が再固溶部するため,疲労試験中に生じる動的時効硬化が,疲労破壊挙動に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.

Ultra-fine crystal grain P/M アルミニウム alloy made by powder metallurgy method, および comparative material として鋳made アルミニウム alloy AC4CH is used for small furnaces and is equipped with a flat surface test machine that can be used at room temperature and at 200℃ and 250℃. The result of the test is that the fine particles are at room temperature and the starting point of the powder particle boundary is cracked. The temperature rises and the fatigue strength of the raw material decreases. The temperature rises and the fatigue strength decreases. The quality is low, the rigidity is low, the alloy is made of alloy, and the alloy is very small compared to the material.リカ method, micro-fatigue cracking progress, observation and cracking progress speed evaluation, crystal grain miniaturization, temperature Rise and rise of fatigue resistance of crack progress resistance of low raw materials The strength of the powder interface is low, the fatigue life is low, and the adhesion of the raw material powder is improved. It is possible to remove the material, and the fatigue strength of the material is very high at high temperatures, and it is possible to test the material using the powder metallurgy method. Made of ultra-fine particles, the temperature rises, the strength and rigidity decrease, the material is small, and the crack progression rate depends on the temperature.も小さい.すなわち, における utilizes にsuitable しているが under high temperature environment, これはcrystalline grain がUltra-fine されているのみでなく, rare earth metals, migration metals, のように, アルミニウム中での拡divergence coefficient がさな element をadded しており, それによって Formation されるAlとの intermetallic compound のGood heat resistance なためであることを明らかにした.さらに, friction The temperature rise during stir welding results in strong plastic deformation, dynamic recrystallization, and crystal grain refinement, 6061 -T6 Acrylic Alloy Result of the fatigue and re-solid solution of the hardened material during the micronization processするため, するため, fatigue 労験中に生じるkinetic aging hardening が, fatigue 労breaking 壊挙挙动に大きなeffect を and ぼすことを明らかにした.