Effect of Fine Particle Shot Peening on Very High Cycle Fatigue Properties of Extruded Magnesium Alloys
展伸マグネシウム合金の超高サイクル疲労強度特性に及ぼす微粒子ショットピーニング処理の影響

Kazuaki SHIOZAWA, Masashi MIYAZAKI
2013 Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Series A  
To evaluate an effect of surface treatment with fine particle shot peening (FPSP) on very high-cycle fatigue properties of extruded magnesium alloys, fatigue test was performed in an open environment at room temperature using a four-axis cantilever-type rotating bending fatigue machine for hourglass-shaped specimens of AZ80, T5-heat-treated AZ80 (AZ80T5) and AZ61 treated with two types of FPSP condition. Fatigue test results showed that the FPSP did not contribute to improvement of fatigue life
more » ... ent of fatigue life for AZ80F and AZ80T5 alloy because of an increase in the surface roughness of the specimen after treatment. Therefore, fatigue test was carried out using a specimen reduced the surface roughness by emery-polishing. Fatigue failure of AZ80 and AZ80T5 was occurred on the specimen surface at high stress amplitude level and changed to interior of the specimen at low stress amplitude level. An improvement in fatigue strength of AZ80 and AZ80T5 with FPSP of 10-25 %, depending on applied stress amplitude, was observed only in the region of high stress amplitude. On the other hand, FPSP treated AZ61 specimens exhibited an improvement in fatigue strength of 5-15 % and failed on the specimen surface at whole stress amplitude level tested. It was suggested that an improvement of fatigue strength was controlled not only by the effect of high compressive residual stress and high hardness but also the diffuse nature of crystal preferred orientation in the surface layer after FPSP treatment. 1. 緒 言 実用金属中で最軽量であって, 比強度, リサイクル性, 機械加工性, 振動吸収性などに優れるマグネシウム (Mg) およびその合金は,機器の軽量化,燃費向上,高効率化などを目指した航空機,鉄道車両,自動車などの輸送用 機器を中心とした機械・構造用部材への適用が進められてきている (1) .Mg 合金は稠密六方格子構造を有し,室温 における主すべり系の数が尐ないため,すべり変形に加えて双晶変形が重要な変形機構となる (2),(3) .また,押出 しを行った Mg 合金は結晶の c 軸が押出し方向と垂直に配向する集合組織を生じる (4)~(6) .これら結晶構造および 集合組織に起因して,圧縮負荷時に容易に生じる変形双晶の影響により展伸 Mg 合金の圧縮降伏応力は引張りの それに比べて低下することが知られている (7)~(11) .展伸 Mg 合金に現れる顕著な変形双晶の影響は疲労特性にも影 響することが指摘されている (12)~(21) .著者らは展伸 Mg 合金 AZ80 の回転曲げ疲労試験を行った結果,二段折れ曲 がり S-N 曲線を呈することを示した (22),(23) .これは高応力振幅・短寿命域における双晶に起因した疲労損傷機構か ら,低応力振幅・長寿命域における結晶のすべりに起因した疲労損傷機構に破壊機構が遷移するためであり,負 荷応力比に依存することも指摘した (24) .さらには,AZ31,AZ61 および AZ80 の各種展伸 Mg 合金のひずみ制御 塩澤 和章 *1 ,宮崎 雅士 *2
doi:10.1299/kikaia.79.876 fatcat:duqunxhigbb7ppt2m5jxmq6eji