Porouscopper Porosity:85%
Strain:0%
Junction
欝慧
驚臨 簸義 欝響
憲 罫.・Roomtemperature
Junction)、
(e)鱗 購 蹴 襲
.こ 芳 一 く 二、y,'〆tl・
・ ∫ 竃 盤 愚 記ぐ 慧 ・'
韓 慧磐
M、 、/・P・r・usc・ppe・
Porosity=85%
…lStrain:15%
723K Junction
(b)
へ嚇﹁
へ
魔 糖灘 瓢
魚
黍 一 .纏
StrajnO%
Junction
戦 難 、
(f)肇毒 灘 揺 繁灘麟
漂
・辞
璽
琳
擁
Fig.4‑131PFmapsandKAMmapsfbr85%porosityporouscopperofStrut(a),(b)befbre
compression,and(c),(d)aftercompressionupto20%strainatroomtemperature,(e>,(f)after
compressionuptol5%strainat723K,respectively,
> O 仁 Φ コ σ Φ ﹂ L
Oβ。.7(a) O.6 O.5 O.4 O.3 0,2 O.1 0
o
Buikcopper xvS廿ain:0%
騒Strain:40%1723K
1234
KAMvalue,deg
5
0.8 0.7 O.6
淋 oO.5
⊆
雪 。.4
σ L 20.3
O.2
0.1 0
o
1234
KAMvalue,deg
5
︾ O こ Φ ゴ σ Φ ﹂ ﹂
o.8 O.7 O.6 0.5 O.4 0.3 02 O.1
0
0
1234
KAMvalue,deg
5
台 琶 コ σ Φ ﹂ L
O.8 O.7 O.6 O.5 O.4 0.3 0.2 O,1 0
0
1234
KAMvalue,deg
5
0.8 O.7 0,6
》 00.5
=
璽 。.4
σ
窪0.3 L
O2 0.1
(e)鷺灘 瓢
Junction
賦Strain
■Strain 麓Strain
0%
20%1RT 15%/723K
0012345
KAMvalue,deg
Fig.4‑14FrequencyofKAMvalueforeachcompressivestrainandtemperatureof(a)bulkcopper, (b)strutofporouscopperwith500/oporosity,(c)junctionofporouscopperwith500/oporosity,(d)
strutofporouscopperwith850/oporosity,(e)junctionofperouscopperwith850/oporosity,
第5章 考 察
本 章 で は 本 研 究 で扱 っ た3種 類 の ポ ー ラ ス金 属 に対 して 行 っ た微 細 組 織 観 察 結 果 か ら, 室 温 お よび 高 温 で の 巨視 的 な 変 形 が ポー ラ ス 金 属 の セ ル に 与 え る影 響 をKAM値 に よ り評 価 す る.
5.1室 温 圧 縮 変 形 が ポ ー ラ ス 金 属 の セ ル に 与 え る 影 響
室 温 に て 圧 縮 した バ ル ク金 属(ニ ッケル),低 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属(チ タ ン,銅),高 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属(ニ ッ ケ ル,銅)の 局 所 ひ ず み 分 布 をTable5‑1に ま と め る.バ ル ク金 属 に お い て は 巨 視 的 な 変 形 は 均 一 で あ り,そ れ に 伴 い 局 所 ひ ず み も試 料 全 体 に 均 一 に 蓄 積 した.
そ れ に 対 して,低 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属 で は 巨 視 的 な変 形 は 均 一 で あ っ た もの の,Strutで KAM値 は 変 化 せ ず,Junctionの 内 部 お よ び 表 面 近 傍 でKAM値 が 増 加 した た め,不 均 一 な 局 所 ひ ず み 分 布 を 有 す る と考 え られ る.ま た 高 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属 で は,Strutお よ び Junctionの 内 部 でKAM値 は 変 化 せ ず,Junctionの 表 面 近 傍 でKAM値 が 増 加 した た め,低 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属 の 局 所 ひ ず み 分 布 と も 異 な る,不 均 一 な 局 所 ひ ず み 分 布 を 有 す る こ と が 考 え られ る.←
Table5‑lCharacteristicoflocalstraindistributionforbulkandporousmetaldeforrnedatroem temporature.
Macroscoicdeformation
Loc臼ls甘ai目{KAMv呂lue)
Stru重In§ide軌eJunctior1よ 」「}c主{onsurrac㊧
Bulk汀 旧tal Lowpo「osityporousmetal 卜lighporosityporousmetal
Uniform Vniterm Uniform
Increaceunlformlythroughoutthesam罫)1e
NochangeIncreaseinc「 εase
NochangeNocharlgelncrease
室 温 に て 圧 縮 試 験 を 行 っ た ポ ー ラ ス チ タ ン,ポ ー ラ ス 銅 お よ び バ ル ク ニ ッ ケ ル の 巨 視 的 な 塑 性 ひ ず み に 対 し て,EBSD解 析 領 域 全 体 の 平 均KAM値 を プ ロ ッ ト し た も の をFig.5‑1 に 示 す,EBSD解 析 領 域 はJunctionとStrutを ど ち ら も 含 ん だ 領 域 に 対 応 す る,ボ ー一ラ ス ニ
ッケ ル のEBSD解 析 領 域 はJunctionの 内 部 の み で あ る た めFig.5‑1か ら除 い た.バ ル ク 金 属 で す で に 報 告 され て い る よ う に,バ ル ク ニ ッ ケ ル は 巨 視 的 な 塑 性 ひ ず み の 増 加 と と も に EBSD解 析 領 域 全 体 の 平 均KAM値 は 線 形 的 に 増 加 す る こ とが 分 か る13),ま た,ポ ー ラ ス 金 属 は 気 孔 率 に依 存 して,巨 視 的 な ひ ず み の 増 加 に伴 うKAM値 の 増 加 率 が 異 な る こ とが 考 え られ る.気 孔 率 に 対 して 巨 視 的 な ひ ず み の 増 加 に伴 うKAM値 の 増 加 率 を プ ロ ッ トした グ ラ フ をFig,5‑2に 示 す,Fig.5‑2中 の 実 線 は,式(2)で 表 され る 気 孔 率pとFig、5‑1に お け る傾 き の 大 き さaの 関 係 式 を 示 す.
a=‑O.0002p十 〇.0234(2)
気 孔 率60%の ポ ー ラ ス チ タ ン は 式(2)を 上 回 っ た が,こ れ は フ ッ酸 を 用 い た エ ッチ ン グ に よ り試 料 表 面 が 荒 れ,KAM値 が 高 く測 定 され た た め で あ る と考 え られ る.FCC金 属 で あ る ニ ッ ケ ル と銅 で は 気 孔 率 の 変 化 に 対 して,巨 視 的 な 塑 性 ひ ず み の 導 入 に よ るKAM値 の 増 加 率 は 線 形 的 に減 少 し,よ い 相 関 を 示 した.
◎①でσ⊇︒σ﹀Σ︿y葛O︒σ﹂Φ﹀く
5
4
3
2
1
一 ●一一8ulknlckd
・→‑PorouscoPPerwlth50%po(osltY
→‑POrouStt電anlumvilth60㌔pOrOstv
̲φ̲Porouscoppervnth85%pαQ$i竃Y
0
01020304050
Macroscopicstrain,ε(%)
Fig.5‑IRelationshipbetweenaveragedKAMvalueandmacroscopicplasticstrain.
0.025 Φ 三
①
>0.02 Σ
≦ 。.・15 お
￡O.03 9
$。,005 8
し
oo 三
〇20406080GOO
Porosity,(%)
Fig.5‑2RelationshipbetweenincreaserateofKAMvalueandporosit)へ
5.2高 温 圧 縮 変 形 が ポ ー ラ ス 金 属 の セ ル に 与 え る 影 響
高 温 に て 圧 縮 した バ ル ク 金 属(ニ ッ ケ ル,銅),低 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属(銅),高 気 孔 率 の ポ ー ラ ス金 属(ニ ッケ ル,銅)の 局 所 ひ ず み 分 布 をTable5‑2に ま と め る,バ ル ク 金 属 に お い て は 巨 視 的 な 変 形 は 均 一 で あ り,加 工硬 化 に よ りKAM値 が 増 加 した 領 域 と動 的 再 結 晶 に よ り KAM値 が 低 下 した 領 域 が と も に 存 在 した.そ れ に 対 して,低 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属 の 局 所 ひ ず み 分 布 は 室 温 変 形 と 同様 にStrutでKAM値 は 変 化 せ ず,Junctionの 内 部 でKAM値 が 増 加 した が,Junctionの 表 面 近 傍 で 動 的 再 結 晶 に よ るKAM値 の低 下 が 観 察 され た.ま た 高 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属 の 局 所 ひ ず み 分 布 に お い て も室 温 変 形 と同 様 にStrutお よびJunctionの 内 部 でKAM値 は 変 化 しな か っ た が,Junctionの 表 面 近 傍 で 動 的 再 結 晶 に よ るKAM値 の 低 下 が 観 察 され た.低 気 孔 率,高 気 孔 率 の ポ ー ラ ス金 属 は と も にJunctionの 表 面 近 傍 で 動 的 再 結 晶 が 発 現 し,こ れ は 局 所 ひ ず み の 蓄 積 しや す い 領 域 に お い て 動 的 再 結 晶 が 発 現 す る 臨 界 の ひ ず み に 達 した た め で あ る と考 え られ る,
Table5‑2Characteristicoflocalstraindistributionforbulkandporousmetaldeformedathigh temperature・
MacrosceIcdeforrnation
Localstrah{KAMvalue}
Str戯hsldetheJunctior董Junotbnsur「ace
Bulkmetal LOVtporosityporousmetal Hlghporosityperousmetal
Uniform U面form Un[form
Exlstbothreglo巨sw詮bhighandbwKA編values Nochange[ncreaseDecrease
NochangeNochangeDecrease
第6章 結 言
本 研 究 で は 様 々 な ポ ー ラ ス 金 属 お よ び バ ル ク 金 属 に 対 す る,室 温 お よ び 高 温 圧 縮 変 形 中 の微 細 組 織 変 化 をEBSD解 析 に よ り観 察 す る こ と に よ り以 下 の 結 論 を得 た.
1.ポ ー ラ ス 金 属 は 巨 視 的 な 圧 縮 変 形 に よ り,Junctionに 多 く 局 所 ひ ず み が 蓄 積 し,Strut に は ほ と ん ど 蓄 積 し な い.
2,低 気 孔 率 の ボ ー一・一ラ ス 金 属 は 圧 縮 変 形 に よ りJunctio皿 の 表 面 お よ び 内 部 の 広 い 領 域 で 局 所 ひ ず み が 蓄 積 し た が,高 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 金 属 はJunctionの 表 面 で の み 蓄 積 し た.
3,低 気 孔 率,高 気 孔 率 の ポ ー ラ ス 銅 の 高 温 変 形 に お い てJunctionの 表 面 近 傍 で 動 的 再 結 晶 粒 を 初 め て 観 察 し た.バ ル ク 金 属 と は 異 な る メ カ ニ ズ ム で ポ ー ラ ス 金 属 の 動 的 再 結 晶 が 発 現 す る こ と を 明 ら か に し た.
参考文献
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対 外 発 表 一 覧
●2016年 日本 金 属 学 会 秋 季 講 演 大 会
"SLM法 に よ り作 製 され た ポ ー ラ ス ア ル ミニ ウム 合 金 の機 械 的 特 性 に 及 ぼ す セ ル 壁 の微
細 組 織 の 影 響"
丸 山和 哉,杉 山 嘉 一,北 薗 幸 一
●2017年 日本 金 属 学 会 春 季 講 演 大 会
"ポ ー ラ ス ニ ッケル の圧 縮 変 形 にお け るセ ル 壁 内 の 局 所 ひ ず み 分 布 の 評 価"
丸 山和 哉,北 薗 幸 一
●MetFoam2017
"Evaluationoflocalstraindistributionduringcompressivedeformationofopen ‑cellporous
metalS,,
KazuyaMaruyama,Xue‑ZhengYue,KoichiKitazono
●2018年 日 本 金 属 学 会 春 季 講 演 大 会 〔予 定)
̀̀3D積 層 造 形 ポ ー ラ ス 銅 の 高 温 変 形 に お け る 局 所 ひ ず み 分 布 の 評 価"
丸 山 和 哉,北 薗 幸 一