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

• 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

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。

Private purpose の の study は, high life fatigue strength を 労 す る Mg alloy の open 発 の た め に, Mg alloy の exhausted 労 broken 壊 institutions を - shaped twin に し, ragged 壊 reason の interpret を す る こ と に あ る. そ の た め に な weakness of 徴 労 crumpling を FIB で section processing し internal structure, TEM で す was 観 る こ と に よ っ て, quantitative な の 価 壊 evaluation method to establish を refers し た. When the annual に お い て は 労 and broken 壊 の reason を 単 purification す る た め に extension and 応, 圧 shrinkage 応 forces の み の exhausted 労 test を crystalline grain size お よ び 応 force を suppression し て, broken の 壊 form - the を Ming ら か に す る こ と を be applied plan と し た. Detailed な investigation of the 壊 morphology broken by で <e:1> under the actual に and induced 応 forces をする をする とになった とになった. The following に, the <s:1> research results of that year に に て て て す show す. The <s:1> thermal treatment conditions of the test sample によって the crystal particle size を is adjusted and <s:1> the preparation is carried out た. The <s:1> crystal particle size of the deformed double crystal is が fine なほ じにく じにく. Fatigation-labor strength で crystal particle size 5μmで120MPa, 200μmで70MPaであった. ま た, Qiao return, the test results の か ら 労 and broken 壊 は 従 to masato is が blame さ れ て い た {1012} twin の form と は masato is が な い こ と が わ か り 労 and broken 壊 の reason は サ イ ク ル their に sample internal に accumulation す る ひ ず み で あ る こ と を Ming ら か に し た. ま た, fine particle size of sample に お い て の ひ ず み の accumulation は the underside す べ り に よ っ て じ, bulky size sample に お い て は double twin の form に よ る bureau な big - shaped で raw じ る こ と も Ming ら か に し た. Crumpling と そ の internal organization structure と を 1 1 応 seaborne seaborne change さ せ 労 and broken 壊 メ カ ニ ズ ム と - shaped twin の masato is を shown す と い う research に よ っ て, 単 pure lead test に お い て だ け で な く, extension and exhausted 労 test に お い て も early broken 壊 の reason が double twin に よ る こ と を shown し た こ と は future の Mg alloy の exhausted 労 に 壊 research Youdaoplaceholder0 お て the great significance of な な があったと test える.

项目成果

The grain-size dependence of fatigue failure mechanism in tension cycles in AZ31 Mg alloys

AZ31 镁合金拉伸循环疲劳失效机制的晶粒尺寸依赖性

• 发表时间: 2011
• 作者: D.Ando;J.Koike;Y.Sutou
• 通讯作者: Y.Sutou

Roles of deformation twinning and dislocation slip in the fatigue failure mechanism of AZ31 Mg alloys

• DOI: 10.1016/j.scriptamat.2010.03.021
• 发表时间: 2010-10-01
• 期刊: SCRIPTA MATERIALIA
• 影响因子: 6
• 作者: Koike, J.;Fujiyama, N.;Sutou, Y.
• 通讯作者: Sutou, Y.

マグネシウム合金の変形・破壊機構における転位と双晶の役割

位错和孪晶在镁合金变形和断裂机制中的作用

• 发表时间: 2010
• 作者: 安藤大輔、 小池淳一;須藤祐司
• 通讯作者: 須藤祐司

Relationship between deformation twinning and surface step formation in AZ31 magnesium alloys

• DOI: 10.1016/j.actamat.2010.03.044
• 发表时间: 2010-08-01
• 期刊: ACTA MATERIALIA
• 影响因子: 9.4
• 作者: Ando, D.;Koike, J.;Sutou, Y.
• 通讯作者: Sutou, Y.