硬質材料の破壊靱性評価方法について
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概要
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Evaluating methods for the fracture toughness of brittle hard materials were investigated. For measuring the fracture toughness, (1) Vickers indentation method and (2) three-point bending method were adopted. For the latter method, precracks of different shape were introduced by various techniques, such as (2-a) mechanical machining by a thin disc diamond wheel, (2-b) knoop indentation, (2-c) thermal machining by CO<SUB>2</SUB> laser or (2-d) spark wire cut.<BR>The results obtained are as follows.<BR>(1) Each method has its own merits and demerits. To obtain least scattering and better reproducibility in K<SUB>1c</SUB>. data, however, three-point bending method using spark wire cut technique was found to be most appropriate. For non-electrified materials, Vickers indentation method or three-point bending method using mechanical machining with a very thin diamond wheel (15μm thickness) seems relevant from the same view point.<BR>(2) Apparent K<SUB>1c</SUB> value of hard materials from this work are as follows. (K<SUB>1c</SUB>, MN/m<SUP>3/2</SUP>)<BR>(a) 70% Al<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>-30% TiC<BR>K<SUB>1c</SUB>=3.6-3.9 (Vickers indentation method)<BR>K<SUB>1c</SUB>=3.2-3.4 (three-point bend, 15μm thickness thin diamond wheel)<BR>(b) (Ti, Ta, Mo, W) (C, N)-Co, Ni Cermet<BR>K<SUB>1c</SUB>=7.4-7.7 (Vickers indentation method)<BR>K<SUB>1c</SUB>=6.2 (three-point bend, 15μm thickness thin diamond wheel)<BR>(c) WC-12% Co cemented carbide<BR>K<SUB>1c</SUB>=12.4-12.9 (Vickers indentation method)<BR>K<SUB>1c</SUB>=11.5-12.3 (three-point bend, 15μm thickness thin diamond wheel)<BR>(3) As for the three-point bending method, apparent K<SUB>1c</SUB> values depend on √ρ strongly and we found that ρo is smaller than 7.5μm for ceramics, cermet or cemented carbide used for this work.
- 社団法人 粉体粉末冶金協会の論文
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