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FIB/TEM断面観察による定量的破壊評価法を用いたMg合金の疲労破壊機構の解明

利用 FIB/TEM 截面观察定量断裂评价方法阐明镁合金的疲劳断裂机制

基本信息

批准号：
10J05862
负责人：
安藤大輔
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J05862/
关键词：
マグネシウム疲労破壊 TEM FIB 定量評価

项目摘要

私の研究の目的は、高寿命高疲労強度を有するMg合金の開発のために、Mg合金の疲労破壊機構を変形双晶に着目し、破壊原因の解明をすることにある。そのために特徴的な疲労破面をFIBで断面加工し、TEMで内部構造観察することによって、定量的な破壊評価法の確立を目指した。当該年度においては、疲労破壊の原因を単純化するために引張応力、圧縮応力のみの疲労試験を結晶粒径および応力を制御して、破壊形態の変化を明らかにすることを実施計画とした。実際には、引張応力下での破壊形態の詳細な調査をすることになった。以下に、当該年度の研究成果について示す。試料は熱処理条件によって結晶粒径を調整し、作製した。変形双晶は結晶粒径が微細なほど生じにくい。疲労強度は結晶粒径5μmで120MPa、200μmで70MPaであった。また、繰返引張試験の結果から、疲労破壊は従来関係性が指摘されていた{1012}双晶の形成とは関係がないことがわかり、疲労破壊の原因はサイクル毎に試料内部に蓄積するひずみであることを明らかにした。また、微細粒径試料においてのひずみの蓄積は非底面すべりによって生じ、粗大粒径試料においては二重双晶の形成による局所的な大変形で生じることも明らかにした。破面とその内部組織構造とを1対1対応化させ、疲労破壊メカニズムと変形双晶の関係を示すという研究成果によって、単純引張試験においてだけでなく、引張疲労試験においても早期破壊の原因が二重双晶によることを示したことは今後のMg合金の疲労破壊研究において大きな意義があったと考える。

The purpose of this research is to develop Mg alloys with high life and high fatigue strength, to shape the fatigue failure mechanism of Mg alloys into twins, and to understand the causes of failure. FIB, TEM, internal structure inspection, quantitative analysis and evaluation methods are established. When the year is over, the cause of fatigue is purified, and the tensile force, compression force, fatigue test, crystal particle size and strength are controlled. Detailed investigation of the damage pattern under tension and tension. The research results of this year are shown below. Sample heat treatment conditions for crystal particle size adjustment, preparation The shape of the twin crystals is very small.疲労强度は结晶粒径5μmで120MPa、200μmで70MPaであった。The results of the test are as follows: (1) the formation of the {1012} twin crystals is related to the formation of the {1012} twin crystals;(2) the formation of the {1012} twin crystals is related to the formation of the {1012} twin crystals; and (3) the formation of the {1012} twin crystals is related to the formation of the {1012} twin crystals. For fine and fine grain size samples, the accumulation of crystals in the medium is not based on the formation of crystals in the medium, and for coarse grain size samples, the formation of double crystals in the medium is based on the formation of large crystals in the medium. The internal structure of the fracture surface and the relationship between the fracture surface and the deformation twin are shown in the research results. The reasons for the early fracture of the fracture surface and the deformation twin are shown in the research results of the pure tensile test.