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2006 Fiscal Year Annual Research Report

キャビテーション・ショットレス・ピーニングによるナノ結晶化

Research Project

Project/Area Number 17360047
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

祖山 均  東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (90211995)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 豊  東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (10260415)
山中 将  東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20292229)
甲斐 彰  東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (20422082)
Keywordsピーニング / キャビテーション / 結晶粒 / 疲労強度 / 表面改質 / 残留応力 / 硬さ / ミクロ歪
Research Abstract

キャビテーション気泡の崩壊衝撃力を有効活用して,ショットを用いずに,ショット・ピーニングのごとく機械材料を表面改質して疲労強度などを向上させるキャビテーション・ショットレス・ピーニングCSPを取り上げ,キャビテーション衝撃力の強力化と結晶の微細化に着目して研究を遂行した。最終年度である本年度は,以下の研究項目を実施し,これまでの研究を発展させ,キャビテーション・ショットレス・ピーニングによる疲労強度向上機構を解明した。
1.CSP面の評価法の確立 インデンテーション試験を用いた塑性深さや弾性深さ,最大押込み深さの計測により,CSP面を評価できることを明らかにした。
2.CSPによるゲッタリングの最適化 種々の製法および結晶方位のウェーバをCSPで処理してゲッタリングのもととなる酸化積層欠陥OSFの発生数を計測し,CSPによる処理時間とOSFの発生密度の関係を明らかにした。
3.ナノ結晶化と疲労強度向上の関係の解明 X線回折を用いたファンダメンタルパラメータ法により結晶粒のサイズと結晶粒の粒内ひずみを評価できることを明らかにし,結晶粒のサイズと粒内ひずみが疲労強度向上に関わっていることを明らかにした。
4.CSPによるナノ結晶の最適化 ノズル出口形状によりキャビテーション衝撃エネルギーを20倍程度高めることに成功し,本手法により金属多結晶材料の結晶に対するピーニング効果をさらに高めることができ,疲労強度をさらに向上できることを明らかにした。また本研究で開発したCSPにより歯車を処理した結果,キャビテーション流れを考慮することにより疲労強度を向上できることを実証し,機械部品等のCSPにはキャビテーション流れの考慮が必要不可欠であることを明示した。

  • Research Products

    (6 results)

All 2007 2006

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] キャビテーション・ショットレス・ピーニングによる合金工具鋼の粒内歪の低減2007

    • Author(s)
      祖山 均
    • Journal Title

      日本機械学会東北支部第42期総会・講演会講演論文集 No.2007-1

      Pages: 81-82

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Surface Modification by Using a Cavitating Jet in Air2006

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Journal Title

      Proceedings of 8th Pacific Rim International Conference on Water Jet Technology

      Pages: 14-24

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Effect of Nozzle Geometry on Unsteady Behavior of a Cavitating Jet in Air2006

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Journal Title

      Proceedings of 6th International Symposium on Cavitation, Wageningen, The Netherlands

      Pages: Paper No.90 1-7

  • [Journal Article] Macro and Micro Strain in Polycrystalline Metal Controlled by Cavitation Shotless Peening2006

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Journal Title

      Metal Finishing News Vo1.7・No.6

      Pages: 48-50

  • [Journal Article] ビッカース圧子を用いたインデンテーション法による残留応力の推定2006

    • Author(s)
      祖山 均
    • Journal Title

      日本機械学会M&M2006材料力学カンファレンス講演論文集 No.06-4

      Pages: 147-148

  • [Journal Article] キャビテーション・ピーニングによる金属材料の疲労強度向上2006

    • Author(s)
      祖山 均
    • Journal Title

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 Vol.1

      Pages: 777-778

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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