士 修 術 後藤 名 文 論 題 目 の 和 博 士前期 課程 大 学院 電気 通信 学研 究科 氏 文 光信 文 要 旨 知能機 械 工学 専攻 学籍 番 号 0834023 鋳 造 Mg合 金 の 高 サ イ クル 疲 労 特 性 に及 ぼす Ca添 加 と均 質 化 処 理 の影 響 に 関す る研 究 要 Mgは 実 用 金 属 中最 も軽 量 で あ るた め に注 目を集 め て い る。 Mgに 様 々 な 元 素 を 添加 して 合 金 化 す る こ とに よ つ て ,発 火 性 の 欠 点 や 機 械 的 特 性 の 改 善 が 進 ん で い る。 近 年 ,Caを 添 加 す る こ とに よ つ て ,難 燃 化 させ た 難 燃 性 Mg合 金 (AZX911) が 開発 され た .本 研 究 で はAZ91,AZX911,及 び 供 試 材 を均 質 化 処 理 した 材 料 に 対 して 疲 労試 験 を行 い ,Ca添 加 お よび 均 質 化 処 理 が 疲 労 特 性 に与 え る影 響 に つ い て 調 査 した 。 さ らに ,鋳 造 方 法 や 試 験 片 の 表 面 粗 さが疲 労 特 性 に与 え る影 響 を調 査 した 。 ま た ,AZ31,AZ61,AZ91に つ い て 107回 以 上 の 超 高 サ イ クル 域 の 疲 労 強 度 を比 較 した 。 以 下 に 得 られ た 結 果 を示 す . AZX911と AZ91の 疲 労 寿 命 を比 較 す る と,高 応 力 域 で は 両者 に差 は な い が 107回 疲 労 強 度 は AZX911の 方 が 10MPa低 くな っ た 。両供 試 材 の き裂 起 点 は β相 自体 も し くは α相 とβ相 の 界 面 で あ つ た 。 よっ て ,AZ91に 比 べ て AZX911 , うん の 107回 疲 労 強 度 が 低 下 した理 由 は ,β 本目に析 出 した A12Caが β相 自体 の き裂 発 生 抵 抗 を 下 げ た こ と,ま た は A12Caに よっ て 硬 化 した β相 とα相 の 硬 さ の 差 が 大 き くな っ た た めで あ る 。 AZ91に 均 質 化 処 理 を施 した 結 果 ,高 応 力 域 の 疲 労 寿 命 は均 質 化 処 理 材 と未 処 理 材 で 差 は な か つ た が ,107回 疲 労 強 度 は均 質 化 処 理 材 の 方 が 10MPa上 昇 した .均 質 化 処 理 材 は β相 が 完 全 に 消 失 した た め に き裂 起 点 はα本日で あ つ た 。 ま た ,α 相 か らの き裂 発 生 抵 抗 は β本目よ りも高 い た め に ,107回 疲 労 強 度 が 上 昇 した と考 え られ る AZX911に 均 質 化 処 理 を施 した 結 果 ,高 応 力 域 の 疲 労 寿 命 は均 質 化 処 理 材 と 未 処 理 材 で 差 は な か つ た が ,107回 疲 労 強 度 は均 質 化 処 理 材 の 方 が 10MPa低 下 した 。 均 質 化 処 理 材 の β相 は Mg2Ca+A12Caと な り,α 相 とβ本目の 界 面 の 強 度 が 低 下 し,き 裂 が 界 面 か ら発 生 した た め に ,均 質 化 処 理 材 の 方 が 107回 疲 労 強 度 が 低 下 した 。 AZ91の 連 続 鋳 造 材 とダ イ カ ス ト材 の 疲 労 特 性 を調 べ た 結 果 ,両 者 の 疲 労 寿 命 と疲 労 強 度 に 差 は 見 られ な か つ た 。 AZ91の ダイ カ ス ト材 を用 い て ,表 面粗 さの 影 響 を調 べ る た め に ,機 械 加 工 の ま ま材 と表 面研 磨 仕 上 げ材 の 疲 労 特 性 を 調 べ た 結 果 ,両 者 の 疲 労 寿 命 と疲 労 強 度 に差 は 見 られ な か つ た 。 AZ61,AZ31は 107回 以 上 の 高 サ イ クル 域 にお い て ,疲 労 強 度 が 低 下 す る現 象 が 見 られ た .こ れ は ,双 晶 変 形 か らす べ り変 形 へ の 破 壊 形 態 の 移 行 が 原 因 で あ る と考 え られ る。 しか し,AZ91は 双 晶 変 形 か らす べ り変 形 へ の 破 壊 形 態 の 移 行 が 起 こ らず ,107回 以 上 の 高 サ イ クル 域 で の 疲 労破 壊 は 見 られ な か った . [3] [4] [5] ′ ｂ .
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