Development of peening aging processing technology by temperature and pressure control of ultra-high temperature and high pressure cavitation
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19K04110
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 超高温高圧キャビテ－ション / 機能性キャビテーション / アルミニウム合金 / 時効硬化 / ピーニング人工時効 / ピーニング自然時効 / 疲労強度 / 疲労限 / キャビテーション / 時効処理 / 超高温高圧キャビテーション / ソノスミネッセンス / 耐食性 / ピーニング時効処理 / ソノルミネセンス / 気泡発光 / ピーニング / ピーニング時効 |
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| Outline of Research at the Start |
我々が開発した超高温高圧気泡の温度、圧力を制御し、従来にないアルミニウム合金のピーニング時効処理技術を開発する。ピーニングとは、表面に圧縮の残留応力を与える技術の総称である。時効処理とは、Al合金に余分に含まれるマグネシウムやシリコンという原子が移動して原子層サイズの析出物を形成し、合金が変形するときの障害となって硬く強くする熱処理である。本技術では、気泡が破裂する際の圧力で表面を叩き圧縮の残留応力を与えるとともに、気泡内のガスの熱が表面を加熱する処理を同時に行うことができる。本技術をAl合金からなる自動車部品や航空機部品の製造過程に組み込み、構造強度を飛躍的向上させることを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed a novel peening aging treatment technology for aluminum alloys by controlling the temperature and pressure of the new ultra-high temperature and pressure cavitation (UTPC) that we have developed for the first time in the world. Using an aluminum alloy (AC4CH), we were able to establish peening artificial aging conditions that extend the fatigue life, improve the fatigue strength, fatigue limit compared to fatigue test specimens prepared by increasing the surface strength with conventional shot peening.
As a result of this research, it will be widely used as a production technology for shortening the aging treatment time in the parts manufacturing line of transportation machinery such as automobiles, improving the fatigue strength of existing transportation machinery aluminum parts, and realizing thinning and energy saving of parts.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
アルミニウム合金は、輸送機械である自動車や航空機、車両等の多くの部品に用いられている。鉄やステンレス鋼に比べて比重が小さく、輸送機械の軽量化を図ることができる。Al合金は時効処理を行って機械的強度を高めている。しかしながら、従来の表面改質では、表面硬度や耐摩耗性、耐焼き付き性を高めても、構造強度を向上できないという問題があった。
本研究の超高温高圧キャビテーション処理では、ウォータージェット圧力、超音波出力及び加工時間の適正化を図ることにより、表面に圧縮残留応力を付与するのみならず、時効処理や溶体化処理を行うことができるため、Al合金からなる部品の構造強度を飛躍的向上させることができる。
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Report
(5 results)
Research Products
(31 results)
