2000 Fiscal Year Annual Research Report
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10555025
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
祖山 均 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90211995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦西 和夫 (株)電業社機械製作所, 三島事業所, 設計部部長(研究職)
渡辺 豊 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415)
伊藤 高敏 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00184664)
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| Keywords | 表面改質 / 衝撃力 / 残留応力 / 耐食性 / キャビテーション / 噴流 / ノズル / ショットピーニング |
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| Research Abstract |
本研究は,キャビテーション噴流を用いた機械部品の疲労強度向上や耐食性向上の実用化を目指して,キャビテーション噴流式表面改質装置の試作,および最適加工条件の確立を目的とする。最終年度である本年度は,表面改質層の非破壊評価と最適加工条件の確立のために以下の研究を実施した。
1.X線による表面改質層の評価平成10年度に試作し,平成11年度に改良したキャビテーション噴流式表面改質装置により,種々の材料を種々の条件で加工し,被加工面の残留応力をX線回折式応力測定装置により計測し,表面改質をX線により定量的に非破壊評価できることを明らかにした。
2.X線による評価と加工硬化の相関の解明上記装置を使用して,種々の条件で加工した試験片の残留応力と,マイクロビッカース硬さ試験機による硬さの計測の比較により,加工硬化量と残留応力の変化の相関を明らかにした。また硬い材料ほど圧縮残留応力を導入しやすいことを明らかにした。
3.被加工面形状と表面改質効果機械部品の表面改質への実用化を踏まえ,歯車や歯車を模したV溝付試験片の表面改質を行い,ショットピーニングに比べて,被加工面の粗さを増大することなく表面改質が可能であることを明らかにした。また歯車の表面改質においては,歯幅方向にキャビテーション気泡が流れることにより,歯底を広範囲にピーニングできることを示した。
4.高強度化・高耐食化の実証回転曲げ疲労試験により,本装置で表面改質した試験片の疲労強度が未処理の試験片に比べて増大し,本表面改質法により高強度化を行えることを実証した。なお材料によっては疲労限が50%も増大することが明らかになった。また電気化学的計測により,耐食性が30%程度向上することを明らかにした。
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[Publications] H.Soyama (T.Kusaka and M.Saka): "Compressive Residual Stress Introduced by Cavitation Impacts"Proceeding of 6th International Conference on Residual Stress. 674-681 (2000)
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[Publications] 祖山均: "キャビテーション噴流による材料の表面改質"材料と環境. 49・6. 332-336 (2000)
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[Publications] 祖山均: "キャビテーション噴流による表面改質"日本機械学会2000年度年次大会資料集. V. 523-524 (2000)
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[Publications] 祖山均: "ウォータージェット原理と応用"第12回液体微粒化講習会. 63-72 (2000)
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[Publications] H.Soyama (H.Kumano,M.Saka): "Cavitation Shotless Peening"4th International Symposium on Cavitation. (発表予定). (2001)
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[Publications] 祖山均(熊野弘之,斎藤建一,坂真澄): "キャビテーション・ショットレス・ピーニングのアルメンストリップによる評価"日本機械学会東北支部第36期総会・講演会講演論文集. 01-1(発表予定). (2001)
