ボイド発生時のひずみ ε v

表面あれの影響を受けた材料は，材料本来の最大荷重点までの変形(εu＝εv)において表面 あれの影響を受けたため，板材とは異なった変形挙動を示した．一方，表面あれの影響を 受けなかった材料は，材料本来の最大荷重点までの変形において，表面あれの影響を受け なかったため板材と同様の破壊形態を示した．そこで，α値以外の箔材の破壊形態の決定因 子として，材料本来の最大荷重点までの変形量を表すボイド発生時のひずみεvに着目した．

各材料のεv値はTable5.3.5に示すとおりである．Table5.4.1よりεv値は，表面あれの影響 を受けなかった材料より表面あれの影響を受けた材料の方が大きい．εv値が大きいと，材料 本来の最大荷重点までの変形量は大きくなるため，その間に表面あれの影響を受ける可能 性は高くなる．一方，εv値が小さいと，材料本来の最大荷重点までの変形量は小さくなるた め，その間に表面あれの影響を受ける可能性は低くなる．このことからεv値もα 値と同様 に箔材の破壊形態に影響を及ぼす因子の一つだと考えられる．

Table 5.3.5 Void strain for different materials

5.3.3板厚に対する表面粗さの増加割合αとボイド発生時のひずみεvの関係

5.2.1節および5.2.2節では，箔材の破壊形態の決定因子としてα値とεv値に着目した．

そこで本節では，板厚に対する表面粗さの増加割合αとボイド発生時のひずみεvの関係に 焦点をあて，Fig.5.4.2のように各材料のデータを整理した．なお，各材料のα値は，Fig.4.2.34，

Fig.5.3.4，Fig.5.3.14より算出し，求めた各材料のα値はTable5.3.6に示すとおりである．

t ε_v

0.05 0.534

0.1 0.516

0.5(Aneealed) 0.665

Al 0.05 0.237

0.3 0.446

0.5 0.425

Al 0.5 0.225

0.05 0.070

0.1 0.150

0.3 0.310

0.5 0.276

0.05(Aneealed) 0.178 Materials affected by surface roughening Cu

Materials not affected by surface roughening Cu

Ti

第5章 金属箔材の延性破壊メカニズム Table5.3.6 Increasing ratio of surface roughness to thickness for different materials

TMU engineering plasticity lab.

10μm

10μm

10μm

10μm 10μm

10μm 10μm

10μm

10μm

10μm 10μm 10μm

t α

0.05 0.256

0.1 0.342

0.5(Aneealed) 0.193

Al 0.05 0.395

0.3 0.097

0.5 0.056

Al 0.5 0.038

0.05 0.271

0.1 0.386

0.3 0.136

0.5 0.072

0.05(Aneealed) 0.691 Cu

Ti Materials affected by surface roughening

Materials not affected by surface roughening

Cu

Fig.5.4.2 Effects of α and εv on fracture type 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Increasing ratio of surface roughness to thickness α

Void strain ε_v

Cu Al Ti

Some

dimples No

dimples

第5章 金属箔材の延性破壊メカニズム Fig.5.4.2より，α値が約0.17以上かつεv値が約0.23以上であると(Fig.5.4.2の橙色の領 域)，表面あれの影響を受け，従来の板材とは異なる破壊形態を示している．この結果から 以下のことが考えられる．

・α≦0.17，εv≦0.23

α：小→表面あれの影響度は小さい

εv：小→材料本来の最大荷重点までの変形において，表面あれの影響を受ける可能性は低 い

⇒表面あれの影響は受けず，板材と同様の破壊形態を示す

・α≦0.17，εv≧0.23

α：小→表面あれの影響度は小さい

εv：大→材料本来の最大荷重点までの変形において，表面あれの影響を受ける可能性は高 い

⇒材料本来の最大荷重点までの変形量が大きいが，表面あれの影響は小さいため，表面 あれの影響は受けず，板材と同様の破壊形態を示す

・α≧0.17，εv≦0.23

α：大→表面あれの影響度は大きい

εv：小→材料本来の最大荷重点までの変形において，表面あれの影響を受ける可能性は低 い

⇒表面あれの影響度は大きいが，材料本来の最大荷重点までの変形量が小さいため，表 面あれの影響を受ける前に拡散くびれが生じ，板材と同様の破壊形態を示す

・α≧0.17，εv≧0.23

α：大→表面あれの影響は大きい

εv：大→材料本来の最大荷重点までの変形において，表面あれの影響を受ける可能性は低 い

⇒表面あれの影響度は大きく，材料本来の最大荷重点までの変形において表面あれの影 響を受ける可能性が高いため，表面あれによって板材とは異なる破壊形態を示す 以上より，金属箔材の破壊形態は，α値とεv値の大小関係によって決定されると考えられ る．