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Investigation of rapid abnormal growth mechanism of intermetallic compound during dissimilar friction stir welding and establishment of its control method

Research Project

Project/Area Number 15K18225
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Composite materials/Surface and interface engineering
Research InstitutionOsaka Research Institute of Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Tanaka Tsutomu  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (90416248)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords摩擦攪拌接合 / 異種金属接合 / 鉄鋼 / アルミニウム / 金属間化合物 / 接合温度 / 放射温度計 / 2色放射温度計 / 熱電対 / 材料加工・処理 / 結晶成長
Outline of Final Research Achievements

Formation process of intermetallic compound in dissimilar friction stir welding (FSW) of aluminum between steel, and control method of its growth were investigated. More accurate temperature distribution during FSW was obtained by numerical simulation analysis and three types of welding temperature measurements. Through the cross-section observation of welds, it was indicated that the formation of intermetallic compound was strongly influenced by plastic deformation of steel caused by large down pressure of welding tool. It was found that new welding tool with a shape avoiding the large down pressure to the steel was beneficial to retarding the intermetallic compound growth due to decreases in the degree of plastic deformation of the steel and the welding temperature.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

車や飛行機、電車、ロボットなど動きを伴う製品の「軽量化」は、省エネ化、さらにはCO2排出量も削減きることから、現代において特に高い社会ニーズとなっている。強度が求められるところには鉄鋼を、強度が求められないところには軽量材料を適用する適材適所化(マルチマテリアル化)は、製品を大きく軽量化できる技術である。本研究では、マルチマテリアル化において課題となっていた特性を異にする材料同士をつなげる技術をより高度化することに成功しており、社会のカーボンニュートラル推進に大きく貢献できる成果となっている。

Report

(5 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Products Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 走査電子顕微鏡による結晶方位解析を利用した極微小領域の結晶解析2016

    • Author(s)
      田中 努、 内田 壮平、 平田 智丈
    • Journal Title

      大阪府立産業技術総合研究所報告

      Volume: 30 Pages: 15-19

    • NAID

      40021012152

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アルミニウムと鉄鋼の異材摩擦攪拌接合における金属間化合物形成過程2017

    • Author(s)
      田中 努、根津 将之、内田 壮平、平田 智丈
    • Organizer
      一般社団法人溶接学会平成29年度秋季全国大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] アルミニウムと鉄鋼の異材摩擦攪拌接合過程における温度解析2017

    • Author(s)
      田中 努、四宮 徳章、白川 信彦、根津 将之、内田 壮平、平田 智丈
    • Organizer
      第68回塑性加工連合講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 異種金属摩擦攪拌接合材における金属間化合物の抑制技術の開発2017

    • Author(s)
      田中 努、根津 将之、内田 壮平、平田 智丈
    • Organizer
      大阪産業技術研究所ORIST技術シーズ・成果発表会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 摩擦攪拌接合ツール及び摩擦攪拌接合方法2019

    • Inventor(s)
      田中 努、平田 智丈、内田 壮平、根津 将之
    • Industrial Property Rights Holder
      地方独立行政法人大阪産業技術研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-186558
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      Products Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2022-11-04  

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