− 36 −塑性加工塑性加工AF-2015043一般研究開発助成AF-2015044一般研究開発助成塑性加工，結晶粒組織制御高速せん断変形，高温変形，組織変化，せん断帯，結晶粒微細化mukai@mech.kobe-u.ac.jpチューブフォーミング，継手加工，バルジ加工置き換えチューブフォーミング，バルジ加工，ロストコアtohashi@kokushikan.ac.jp神戸大学 工学研究科 機械工学専攻教授国士舘大学 理工学部機械工学系教授向井 敏司大橋 隆弘高速せん断変形シミュレーターの開発と軽金属材料への応用展開繊維強化氷(FRI)を喪失中子（ロストコア）として用いた枝管成形プロセスの研究高温高速圧延加工の過程で発生するせん断ひずみを付与できるような半球端面圧縮（SSPC）試験法について検討した．モデル材料として選択したAl-4%Mg二元合金について有限要素法によるSSPCの変形シミュレーションを実施した．また，計算モデルと同様寸法からなる実機試験を行い，結果を比較したところ，計算により導出したひずみ分布と実験により測定されたビッカース硬度の分布には相関関係が見られた．また，要素形状の変化からSSPC試験によりせん断ひずみを付与できることがわかり，高温高速圧延シミュレーターとして有効であることを確認した．SSPC試験後の組織観察により，Al-4%Mg二元合金ではマイクロバンドが形成されることがわかった．これに対して，Al-4%Mg-Si三元合金ではマイクロバンドに併せて，多数の亜結晶粒が形成されたことから，材料の選択および高温高速せん断変形の付与により，結晶組織を微細化可能であることを確認した．管に固体媒体を充填し，曲げを行ったり，簡易的なバルジ加工として圧縮・側方へ押出し加工をするプロセスが，よく知られているが，従来，そういった充填物として鉛や低融点合金が用いられてきた．しかしながら，そのような充填物には環境に有害な鉛合金などが用いられている．本件開発では，氷を紙パルプ繊維，ガラス繊維で強化して上記の代替物として用いることを試みた．圧縮試験により充填物の応力ひずみ線図の調査，破壊時の様態について観察し，枝管の成形の実証実験を行った．氷は，極端に遅いひずみ速度の場合を除き，脆性的挙動を示すが，繊維の選択により氷—繊維複合材について延性的挙動を発現させることができる．一方で高強度な繊維により複合材強度が単純に向上するものではないことが明らかになった．枝管の成形については，適した成形条件を選べば鉛や低融点合金充填材の代用として機能する見通しを得た．
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