Cu合金双結晶による疲労破壊のその場SEM観察による研究

Material type: 文書・図像類

Author: 北川, 和夫ほか

Publisher: -

Publication date: 1999-03-15

Material Format: Digital

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Note (General)：: 金沢大学理工研究域機械工学系粒界構造は,粒界すべり、粒界腐食、応力腐食割れなどの工学上重要な性質に重大な影響を及ぼす因子であることとが知られている。本研究は疲労特性に及ぼす粒界構造の影響について調査することを目的として、Cu双結晶モデルによる実験および計算を実施し、以下の結論を得た。1.応力軸に平行...

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Material Type: 文書・図像類
Title: Cu合金双結晶による疲労破壊のその場SEM観察による研究
Author/Editor: 北川, 和夫
Kitagawa, Kazuo
Author Heading: 北川, 和夫
Kitagawa, Kazuo
Publication Date: 1999-03-15
Publication Date (W3CDTF): 1999-03-15
Alternative Title: Study on Fatigue Failure of Alloyed Cu Bicrystals by means of in-situ SEM Observation
Periodical title: 平成9(1997)年度科学研究費補助金基盤研究(B) 研究成果報告書概要 = 1997 Fiscal Year Final Research Report Summary
No. or year of volume/issue: 1996-1997
Volume: 1996-1997
Pages: 3p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 疲労き裂
粒界構造
双結晶
双晶境界
分子動力学
傾角粒界
粒界エネルギ
fatigue crack
grain boundary structure
bicrystal
twin boundary
molecular dynamics
tilt boundary
grain boundary energy
Target Audience: 一般
Note (General): 金沢大学理工研究域機械工学系
粒界構造は,粒界すべり、粒界腐食、応力腐食割れなどの工学上重要な性質に重大な影響を及ぼす因子であることとが知られている。本研究は疲労特性に及ぼす粒界構造の影響について調査することを目的として、Cu双結晶モデルによる実験および計算を実施し、以下の結論を得た。1.応力軸に平行なねじれ粒界を有するCu双結晶による実験により、(1)粒界の塑性ひずみの不適合性は粒界近傍で高い内部応力を誘起し,粒界き裂の発生を助ける。(2)いわゆる粒界の影響域は、試料端部より発生する致命的き裂の進展の強い障害となる。2.応力軸と垂直なΣ3(111)双晶境界を有するCu双結晶による実験により、(1)ずれ角3度以下の場合は、き裂は粒界を進展しなかったのに対し、5度および10度の場合は粒界を進展経路とするき裂が観察された。これは、粒界疲労き裂の進展は粒界構造に依存することを示唆している。(2)大気中の粒界疲労き裂の進展機構として、すべりステップ溶解モデルにより説明できた。(3)疲労き裂の進展経路は,粒界構造のほかに成分結晶のすべり活動の容易さと密接に関係している。3.分子動力学的によるCu[001]対称傾角粒界の構造解析により、(1)特定の小傾角粒界の構造は二種類の格子転位の交互の配列により構成されており、Frank公式とよい対応が見られた。(2)粒界エネルギの方位差依存性が見られ、特に小傾角粒界ではRead-Shockleyモデルによる結果と定性的に一致していた。
It has widely been accepted that a structure of grain boundary (GB) is one of the decisive factors affecting the GB-related phenomena such as the GB sliding, the GB corrosion and the GB stress-corrosion cracking, which are important for engineering purposes. In addition to these phenomena, fatigue behavior of materials is expected to be sensitive to the structure of the GB contained. In order to correlate the fatigue property with the GB structure, both fatigue experiments and simulations of the GB structures were carried out on the copper model bicrystals.1. The results of the fatigue investigation on copper bicrystal having a longitudinal twist boundary are summarized as follows.(1) The incompatibility of plastic strain at the GBs could induce high internal stresses in the vicinity of GBs, and apparently assists the nucleation of an intergranular fatigue crack.(2) The GB affected zone was a strong barrier against the propagation of the intragranular crack that was initiated at a free surface.2. In the experiments on the deviation angle dependence of the GB cracking using the copper bicrystals having the orientation relationship close to SIGMA3 (111), the following conclusions were obtained.(1) In the speciments having the deviation angles less than 3ﾟ, no any intergranular crack propagations were observed. On the other hand, the fatigue cracks often propagated along the GBs when the deviation angle increased up to 5ﾟ. Hence, it is can be said that the intergranular fatigue cracking in the copper is sensitive to the GB structure.(2) The slip step dissolution model can be applicable also for the propagation of the intergranular fatigue cracks.(3) Paths of the fatigue cracks were determined not only by the GB structure but also by the slip geometry of the constituent grains.3. The results of the molecular dynamics simulation focused on the GB structure of [110] tilt boundaries can be summarized as follows.(1) Arangements of lattice dislocations within low-angle GBs agreed well with those predicted from the differing at Burgers vector.(2) The estimated GB energy showed strong dependence on the misorientation angle between the grains. The GB energies of the low-angle boundaries were in good agreement with the theoretical values calculated from the Read-Shockley model.
研究課題/領域番号:08455320, 研究期間(年度):1996-1997
出典：研究課題「Cu合金双結晶による疲労破壊のその場SEM観察による研究」課題番号08455320（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-08455320/084553201997kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
DOI: 10.24517/00057068
Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=50760&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=50760&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
Access Restrictions: 限定公開
Rights (production): CC BY-NC-ND
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https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08455320/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-08455320/084553201997kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA