環境温度と変形速度を考慮したバルク金属ガラス降伏関数の構築

考虑环境温度和变形率的块体金属玻璃屈服函数构建

• 批准号: 20K04176
• 负责人: 吉川 高正
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04176/
• 关键词: バルク金属ガラス; 降伏関数; 応力速度; 最大せん断応力; 環境温度; ガラス転移温度; 降伏応力; 温度依存性; ひずみ速度依存性; ガラス転移点; せん断帯; 複合負荷試験

ジルコニウム基金属ガラスの降伏や破壊に対して，環境温度，変形速度（ひずみ速度）条件を含む関数の構築を目指し，各種実験を実施してきた．垂直応力とせん断応力を同時に作用させる条件下において，変形速度の一意的な定量化について最大せん断応力速度で整理すると，臨界応力が変形速度と非常に良い相関をもつことが示された．この結果は本課題をまとめる上で重要な手法と評価方法をもたらした．現時点で３５０℃～４１０℃範囲の５温度条件の引張－せん断複合状態について調査を行い，ガラス転移を裏付ける速度－臨界応力関係の変化が見いだされた．単純負荷による速度依存性のデータとともに，降伏関数に展開する方針を見出し，日本機械学会東海支部第７２期講演会にて発表した．同様の手法において，座屈による不安定変形を解決する実験治具の改良を行いつつ圧縮－せん断複合状態についても調査を進めた．本年度は正負の垂直応力-せん断の複合負荷条件における温度-変形速度の降伏関数への影響を定量化し，降伏関数の構築をまとめる．また２０２２年度実績概要で報告した，予負荷（ひずみ速度がゼロ近傍）下の熱による変形挙動の切り替わりについて同時に調査を進めた．この内容は，本研究課題における究極的に遅いひずみ速度に対する結果とともに，金属ガラスを機械構造用材料として応用するうえでの強度設計や加工といった実際的で新しい課題を生むものと着目している．この挙動については上記講演会でベストプレゼンテーション賞を受賞した．一方で具体的に金属ガラスの加工にこの挙動を応用する方法を検証し始めた．予備調査段階であるが，金属ガラス特有の加工への応用という波及効果の高い課題になると考えている．後者の挙動については日本材料学会「材料」にて発表し，同誌にて前者の中間結果を別途解説文として公表した．本研究課題の精度と確度を高めつつ総括とともに論文公表につなげていく．

已经进行了各种实验，目的是构建功能，包括环境温度和变形速率（应变速率）条件，用于产量和基于锆基金属玻璃的分解。在同时应用正常和剪切应力的条件下，当变形速率的唯一定量通过最大剪切应力速度组织时，临界应力与变形速率具有很好的相关性。这些结果提供了总结此问题的重要方法和评估方法。目前，我们研究了在五个温度条件下的拉伸剪切合并状态，范围从350°C到410°C，并发现了支持玻璃转变的速度关键应力关系的变化。除了简单负载引起的速度依赖性数据外，该系统还发现了一项策略，以扩展到产量功能，并在日本机械工程师Tokai分支机构的第72堂课上介绍了它。以类似的方法，我们还研究了合并的压缩剪切状态，同时改善了解决屈曲引起的不稳定变形的实验夹具。今年，我们在正垂直应力剪切的组合载荷条件下量化了温度变形速度对产量函数的影响，并总结了产量函数的构建。如2022年的结果摘要所报道，我们还对由预加载下的热量（接近零）引起的变形行为的变化进行了调查。该内容以及本研究主题中最终慢速应变率的结果，还将在将金属玻璃作为机械结构的材料时，将产生实用和新的挑战，例如力量设计和加工。该行为在上述演讲中获得了最佳演讲奖。另一方面，我们已经开始研究将这种行为应用于金属玻璃加工的具体方法。尽管它处于初步调查阶段，但我们认为这将是对金属玻璃加工的高度连锁反应。后者的行为是在日本材料科学与材料学会提出的，前者的临时结果与解释性文本分别发表在同一杂志上。我们将提高该研究主题的准确性和准确性，并将摘要与摘要一起发布。

项目成果

浦西佑輔，吉川高正，稲葉忠司，馬場創太郎

浦西佑介、吉川贵正、稻叶正、马场宗太郎

• 发表时间: 2023
• 作者: 堤祐太郎;佐々木勝麻;長谷川裕之;予負荷を受けたZr55Al10Cu30Ni5バルク金属ガラスの加熱に伴う機械的性質の変化
• 通讯作者: 予負荷を受けたZr55Al10Cu30Ni5バルク金属ガラスの加熱に伴う機械的性質の変化

Experimental Study for Yield Surface of Metallic Glass and Methods

金属玻璃屈服面的实验研究及方法

• DOI: 10.2472/jsms.72.219
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of the Society of Materials Science, Japan
• 作者: 川原 京也;長 弘基;佐々木 卓実;YOSHIKAWA Takamasa
• 通讯作者: YOSHIKAWA Takamasa

山田諒，吉川高正，稲葉忠司，馬場創太郎

山田亮、吉川贵正、稻叶正、马场宗太郎

• 发表时间: 2023
• 作者: 三宅修吾;藤大晴;池田周之;松岡 篤;長谷川裕之;環境温度と応力速度の影響を考慮したZr55Al10Cu30Ni5バルク金属ガラス降伏関数の構築
• 通讯作者: 環境温度と応力速度の影響を考慮したZr55Al10Cu30Ni5バルク金属ガラス降伏関数の構築

田中璃玖，吉川高正，稲葉忠司，馬場創太郎

田中力、吉川贵正、稻叶正、马场宗太郎

• 发表时间: 2023
• 作者: Yuting Chen;Kazunori Morishita;熱・力学的負荷下におかれたZr55Al10Cu30Ni5バルク金属ガラスのせん断帯の発生に関する観察的研究
• 通讯作者: 熱・力学的負荷下におかれたZr55Al10Cu30Ni5バルク金属ガラスのせん断帯の発生に関する観察的研究

Thermal Influence on Mechanical Properties of Zr₅₅Al₁₀Cu₃₀Ni₅ Metallic Glass Subjected to Pre-Stress

预应力热对Zr₅₅Al₁₀Cu₃₀Ni₅金属玻璃力学性能的影响

• DOI: 10.2472/jsms.72.242
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of the Society of Materials Science, Japan
• 作者: YOSHIKAWA Takamasa;HATTORI Syoya;URANISHI Yusuke;BABA Sotaro;INABA Tadashi
• 通讯作者: INABA Tadashi