EBSD法(電子線後方散乱回折法)を用いた銅膜材の疲労損傷評価法の確立

EBSD法（电子背散射衍射法）铜膜材料疲劳损伤评价方法的建立

基本信息

批准号：
14750067
负责人：
清水憲一
金额：
$ 2.62万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750067/
关键词：
銅膜材疲労疲労損傷 EBSD法結晶配向性疲労き裂

项目摘要

(1)EBSD法(電子線後方散乱回折法)を用いて,銅膜材の結晶方位解析を行った結果,焼なましによって結晶粒が成長する際に焼なまし双晶の生成が確認された.そして,き裂前方に双晶境界が存在すると,き裂は双晶境界に沿って伝ぱすることがわかった.これは,双晶と隣り合う結晶方位の傾角が他の粒界の傾角よりも著しく大きいため,変形が集中しやすく,また,双晶境界はすべり面でもあるため,すべり変形が生じやすいためである.なお,双晶境界は圧延方向に平行に近い角度で存在している場合が多く,このため,き裂が圧延方向と直交方向に伝ぱする場合よりも,圧延方向と同一方向に伝ぱする場合の方がき裂の屈曲が大きかった.(2)貫通穴を開けた板材を母材として用い,この貫通穴を覆うように膜材を接着してき裂を発生・伝ぱさせる方法により鉄膜材の疲労試験を行った.そしてEBSD(電子線後方散乱回折)法を用いて疲労き裂周辺の結晶方位解析を行った.その結果,疲労き裂先端に近い箇所ほど結晶方位の回転が生じ,同一結晶粒内でも結晶方位のばらつきが大きいことを定量的に示した.このことから,疲労試験後において結晶方位が変化し,ばらつきが大きくなる現象は,疲労損傷と対応している可能性が高いことがわかった.そこで疲労試験前後の同一箇所におけるき裂周辺の結晶方位の変化を方位行列から定量的に評価する方法を開発した.その結果,き裂に近い箇所ほど疲労試験後の結晶方位の変化量が大きいことを示す分布図が得られた.また粒界き裂と粒内き裂を比較すると,き裂伝ぱに際して多くの塑性変形を伴う粒内き裂の方がき裂周辺の結晶方位変化が大きいことがわかった.これらのことからも,き裂周辺の結晶方位変化は疲労損傷と対応していると考えられ,疲労き裂周辺の結晶方位変化に注目した疲労損傷評価法の開発の可能性が示された.

(1)使用EBSD法(电子背散射衍射法)对铜膜材料的晶体取向进行分析的结果，确认了在因退火而晶粒生长时产生了退火孪晶，并且如果存在孪晶的话。裂缝前面的边界，研究发现，裂纹沿孪晶界扩展，这是因为与孪晶相邻的晶体取向的倾角明显大于其他晶界，因此变形趋于集中，而孪晶界又是滑移面。，滑移变形为这是因为孪晶界通常以接近平行于轧制方向的角度存在，因此，孪晶界倾向于沿着与轧制方向相同的方向传播，而不是沿着与轧制方向垂直的方向弯曲。当裂纹沿方向扩展时，裂纹效果较好(2)以具有通孔的板材为基材，将膜材料粘合以覆盖通孔，并利用EBSD(电子束背向散射)使裂纹发生并扩展，对钢膜材料进行疲劳试验。衍射）法结果定量地表明，疲劳裂纹尖端附近会发生晶体取向的旋转，并且即使在同一晶粒内，晶体取向的变化也较大。由此可见，疲劳试验后。结果发现，晶体取向变化和色散增加的现象很可能对应于疲劳损伤。因此，从取向矩阵量化了疲劳试验前后同一位置裂纹周围晶体取向的变化。我们开发了一种评估方法结果得到的分布图表明，疲劳试验后晶体取向的变化在靠近裂纹的位置处更大。另外，当比较晶界裂纹和晶内裂纹时，发现裂纹扩展速度为晶内裂纹。塑性变形较大的裂纹发现边缘周围的晶体取向的变化较大，由此认为裂纹周围的晶体取向的变化对应于疲劳损伤，并且疲劳损伤分析集中于晶体的变化。论证了开发评估方法的可能性。