1995 Fiscal Year Annual Research Report
セラミックス及びその溶射材の摩耗、転がり疲労の機構と強化
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06650778
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宮田 隆司 名古屋大学, 工学部, 教授 (20023228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田川 哲哉 名古屋大学, 工学部, 助手 (00216805)
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| Keywords | 窒素珪素 / サイアロン / アルミナ溶射材 / 転がり疲労 / モードIIせん断き裂 |
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| Research Abstract |
昨年度に引き続いて試作したばね負荷回転接触式セラミックス用転がり疲労試験機を用いて窒化珪素セラミックス二種、及びサイアロン一種の転がり疲労試験を実施し、セラミックスの転がり疲労の機構、繰り返し速度の影響、疲労き裂進展の様相などについて検討した。さらに境界層にモリブデンを用いたアルミナプラズマ溶射材について転がり疲労試験を実施するとともに、ピンオンディスク方式の磨耗試験を行い、層間の剥離状況、転がり特性と磨耗特性の相関などについて調査、検討した。
転がり疲労については、三種のセラミックスとも顕著な転がり疲労挙動がみられ、ヘルツ接触応力の増大とともに疲労寿命は低下した。この中でサイアロンが最も高い転がり疲労強度を示した。本年度は特に繰り返しせん断応力が最大となる接触表面下200-300μmの位置での微小き裂の進展状況を調べ、繰り返し数の増大にともなって接触面に平行に進展した内部微小き裂が成長していることを確認した。転がり接触のように圧縮とせん断が重畳した応力状態下では、繰り返し疲労を起こしにくいとされるセラミックスにおいても金属同様の疲労を起こすこと、それがモードIIせん断型の疲労き裂であることを明らかにした。
アルミナ溶射材においても顕著な転がり疲労挙動がみられ、転がり接触疲労試験が溶射材の強度評価試験となりうること、破壊はアルミナ層と中間のMo層の界面のすべりによって生じていることなどを明らかにした。摩擦磨耗特性は、溶射材、窒化珪素とも、速度、環境の影響を強く受けること、両材とも水環境中での高速磨耗に対しては優れた特性を示すことなどが明らかとなった。
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