1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10555054
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
兼田 〓宏 九州工業大学, 工学部, 教授 (90039123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 正治 新日本製鐵(株), 八幡技術研究部, 主任研究員
内野 耕一 新日本製鐵(株), 八幡技術研究部, グループ総括
松田 健次 九州工業大学, 工学部, 助教授 (40229480)
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| Keywords | ダークスポット / き裂 / パーライト鋼 / ベイナイト鋼 / レール / 転がり接触疲労 / 鉄道 / トライボロジー |
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| Research Abstract |
二円筒転がり試験機を用いて、乾燥・水潤滑の頻繁な繰り返し実験を実施してダークスポット損傷の再現を図り、き裂の発生起点の微視的な幾何学的形状変化をレプリカ法によって把握するとともに、耐ダークスポット損傷性に及ぼす金属組織および表面硬度の影響をパーライト鋼と開発予定のベイナイト鋼を用いて検討した。その結果、以下の事実が明らかになった。
1. シェリングき裂の起点部にはピット状の表面欠陥が存在する。
2. その近傍の粗さ突起はピット発現時には低下し、ピット周辺は滑らかになっていた。すなわち、き裂起点部は周囲より強く接触し、局所的に高い接線力が発生することが示唆される。
3. 同一硬度であっても、現在最も多く使用されているレール鋼(パーライト鋼)よりも、炭素含有量を低めCr,Moを添加したベイナイト鋼の方が優れた耐転がり接触疲労性を示す。
4. パーライト鋼,ベイナイト鋼とも熱処理によって硬度を増加させることにより、き裂の発生を抑制することが可能である。
5. 低硬度のパーライト鋼とベイナイト鋼を比較すると、ベイナイト鋼の方が耐ダークスポット損傷性に優れるものの耐摩耗性はパーライト鋼よりも劣る。
6. パーライト鋼における摩耗とき裂発生の関係を把握するために、接線力を高めることによって強制的に摩耗を促進させる実験を行ったが、き裂の発生を抑制することはできなかった。
これらの結果から、金属組織と材料強度の改善によってダークスポットき裂の発生を確かに阻止出来ることが判明するとともに、き裂発生には高い局所接触圧力と接線圧力と接線応力の存在が不可欠であることが予測されたため、次年度はこの観点から研究を進め、き裂発生と金属組織の関係を把握する予定である。
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