半凝固プロセスにより作製したアルミニウム合金鋳物の疲労特性

摘要

初品αサイズを大きく変化させた半凝固加圧鋳造材を傾斜冷却板を用いて作製し，その引張試験及び疲労試験を行った結果，以下に示す結言を得た。 （1）鋳造条件を調整することで初晶αサイズを38μmから160）μmまで変化させることができた。結晶粒，共晶Si粒子及び金属間化合物粒子は，半凝固プロセスの採用及び初品αサイズの減少に伴い微細·球状化する。 （2）初晶αサイズが38μmの半凝固加圧鋳造材が最も良好な力学的性質を示すものの；加圧鋳造材と比較すると引張強さ，0．2％耐力，伸び及び疲労強度はそれぞれ＋7．3，＋11．7，-3．5，＋11．3％の改善に留まった。 これらの改善は，時効硬化能の改善に加え, 共晶Si粒子や金属間化合物粒子のサイズ，形状，分布の変化によると考えられるが, いずれの効果も顕著ではない。 （3）微小疲労亀裂が初晶α領域及び共晶凝固領域を伝播する時の速度は，いずれの材料でもほぼ同じであった。 加圧鋳造材では結晶粒界通過時に減速ないし停留が認められたが，半凝固加圧鋳造材ではその様な挙動は観測されなかった。 半凝固加圧鋳造材でも隣接結晶粒との方位差は加圧鋳造材と同様であるため，これは結晶粒径サイズの違いにより，ミクロ組織的微小疲労亀裂の段階から脱出する亀裂長さが異なるためと結論される。