Ti-TiCp系焼結材の引張性質に及ぼすTiC粒子の空間分布の影響

隠岐貴史、倉本英哲、清水功史、松木一弘^*、柳沢　平^*
　　　　　　　　　　

　粒径比の異なるチタン粉末とTiC粉末からTiC粒子の空間分布の異なる材料を作製し、TiC粒子の空間分布の違いが引張性質と引張変形過程におけるTiC粒子の破壊挙動に及ぼす影響を定量的に検討した。引張変形過程において材料の降伏直後からTiC粒子が破壊し、この破壊された粒子の連結により発生するクラックの伝播により最終的に破断に至る。第2相粒子の空間分布がランダム分布に近い材料はクラスタリング傾向の強い材料より引張強さと延性が優れている。これはクラスタリング傾向が強い材料ではTiC粒子の密な領域が多くあることからTiC粒子の破壊が変形の初期から起こりやすいことによる。局所体積率と局所粒密度が同時に大きい粒子の破壊がおこりやすい理由を有限要素法による弾塑性解析の結果から説明した。

 The composites of the different dispersion state were prepared from the titanium powder and the TiC with the different particle sizes. The effect of the difference of spatial distribution of the TiC particles on the tensile properties and the behavior of TiC particles' breaking in the tensile deformation process have been quantitatively investigated. In the tensile deformation, TiC particles begin to break just after the yielding of the material. Finally the connection of cumulated cracks of particles brings the propagation of a main crack and fracture of the composite material. The material of which the spatial distribution of the second phase particles is close to random distribution has larger tensile strength and tensile ductility than the material of stronger clustering tendency. The reason for this is that the destruction of TiC particles in the materials of stronger clustering tendency is more frequent from the initial stage of the deformation, because they have more regions of larger local volume fraction and larger local particle density. The tendency, showing that the particles in the clustered regions are easy to be broken, was explained from the result of the elastic-plastic analysis by finite element method.