Ultra-high cycle fatigue strength of hierarchical anisotropic nanostructured alloys by precision structural analysis

精密结构分析分级各向异性纳米结构合金的超高周疲劳强度

• 批准号: 22K03828
• 负责人: 陳 強
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03828/
• 关键词: 疲労; 階層異方性; 高サイクル; 精密構造解析; マグネシウム合金; 合金

本年度の研究計画として、固溶処理で結晶粒内に形成されたラメラ状長周期積層構造相(以下LPSO相と呼ぶ)と粒界に形成されたブロックLPSO相の影響微視的硬質層（ラメラLPSO相）と軟質層（ナノスライスMg相）の相互積層により構築される階層異方性ナノ構造高強度Mg-Gd-Y-Zn-Mn系合金押出材について、（１）超高サイクル疲労における疲労強度に及ぼす階層異方性ナノ構造組織の影響と（２）１～数結晶粒程度の微小き裂の発生と伝ぱに及ぼす階層異方性ナノ構造の影響を精密構造解析により調べる。（１）超高サイクル疲労における疲労強度に及ぼす階層異方性ナノ構造組織の影響に関して：高強度（耐力：押出材509 MPa、時効材571 MPa）とある程度の延性（伸び率：押出材5.4%、時効材3.7%）を兼ね備えたMg-Gr-Y-Zn系合金を用いて、室温大気中で超音波疲労実験を行った。Mg-Gr-Y-Zn系合金の疲労強度を1千万回時間強度で比較した場合、鋳造また固溶状態では約60 MPaで非常に低く、押出加工とピーク時効処理状態では時間強度がそれぞれ150 MPaと180 MPaとなり、鋳造状態と固溶状態の時間強度に比べると約150~200%も上昇した。（２）き裂発生と伝ぱ挙動に及ぼす階層異方性ナノ構造組織の影響に関して：微小き裂の発生及び初期き裂の伝ぱを計測するため、疲労試験を所定のサイクルで中断しながら実施した。き裂の表面連続観察はレプリカ法および光学顕微鏡による直接観察法にて行い、疲労破面の解析は走査型電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡を用いて実施した。押出加工で導入した強い底面集合組織を形成する末再結晶領域と、微細で比較的ランダム配向した再結晶粒領域からなるバイモーダル組織が底面すべりやき裂の発生にどのように影響したのかを検証した。関連課題の研究論文2件を投稿した。

Research projects for this year's の と し て, solid solution 処 で に within the crystals formed さ れ た ラ メ ラ shape long cycle tectonic facies deposition layer (the LPSO phase と shout ぶ) と LiJie に form さ れ た ブ ロ ッ ク の LPSO phase micro visual effects of hard layer (ラ メ ラ LPSO phase) と soft layer (ナ ノ ス ラ イ ス Mg phase) の mutual laminated に よ り build さ れ る class party Sexual ナ ノ structure high-strength Mg - Gd - Y - zinc - Mn alloy extruding material に つ い て, (1) high サ イ ク ル exhausted 労 に お け る exhausted 労 strength に and ぼ す class square difference ナ ノ influence organization の と (2) 1 ~ degree of crystalline grains の tiny crack き の 発 raw と 伝 ぱ に and ぼ す class square difference ナ ノ structure の influence を precision analytical に よ り べ Youdaoplaceholder0. (1) high サ イ ク ル exhausted 労 に お け る exhausted 労 strength に and ぼ す class square difference ナ ノ influence organization の に masato し て : high strength, endurance, out of 509 MPa, the unseen material 571 MPa) と あ る degree の ductility (stretch び rate: Joab を unseen material at the time of the material 5.4%, 3.7%) and ね prepared え た Mg - Gr - Y - department of zinc alloy を with い て, large room temperature 気 で ultrasound in exhausted 労 be 験 を line っ た. Mg - Gr - Y - department of zinc alloy の exhausted 労 strength を 10 million back to the time intensity で し た occasions, where ま た solid solution state で about 60 MPa で は very low に く, extruding processing と ピ ー ク when working 処 state で は time intensity が そ れ ぞ れ 150 MPa と 180 The MPaとな とな, the casting state と, and the solution state <s:1> time-intensity に increase by approximately 150 to 200% <s:1> compared to べると, and <s:1> た. (2) born き crack 発 と 伝 ぱ 挙 kinetic に ぼ す class square difference ナ ノ influence organization の に masato し て : tiny crack き の 発 born and early び き crack の 伝 ぱ を measuring す る た め 労 and test を の prescribed サ イ ク ル で interrupt し な が ら be applied し た. き crack surface even 続 の 観 examine は レ プ リ カ method お よ び optical 顕 micromirror に よ る 観 examine method directly に て line い 労 and crumpling の parsing は walkthrough type electronic 顕 micromirror と type through electronic 顕 micromirror を with い て be applied し た. Strong extruding processing で import し た い underside を collection organization form す る と recrystallization at the end of the field, subtle で comparison of ラ ン ダ ム match to し た recrystallization grain field か ら な る バ イ モ ー ダ ル organization が underside す べ り や き crack の 発 raw に ど の よ う に influence し た の か を 検 card し た. Two research papers related to the project are required. Youdaoplaceholder0 have been submitted to た.