2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K06959
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤野 俊和 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (70508514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
地引 達弘 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (40322094)
菅原 隆志 東京海洋大学, 学術研究院, 助手 (90456319)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 海洋環境 / トライボロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、海洋環境中で使用可能な耐食性を有し、かつトライボロジー特性（特に摩擦・摩耗・耐焼付性）に優れた摩擦材（以降、海水中用高強度摩擦材という）を、申請者らの研究グループが開発した摩擦改質技術と熱拡散処理を組み合わせて応用し開発しようとする基礎研究である。本研究の目的を達成するために、本年度は昨年度から引続き耐食性をもつ材料への低摩擦・耐摩耗性の付与と、新たに工業上多用されている合金鋼に耐食性と低摩擦・耐摩耗性を付与する研究を中心に実施した。
１．被覆層を有する材料の作製 高強度かつ工業的に多用されている材料としてクロムモリブデン鋼(SCM435)を基材として、この表面と工具の間に、アルミナ（Al2O3）、チタン（Ti）、クロム（Cr）、窒化チタン（TiN）および窒化クロム（Cr2N）の各種硬質微細粉末とキャリア粉末を混合したものを間断なく送りこみ、局所的高面圧下で摩擦する（摩擦改質処理）ことにより、基材表面に微細粉末による被覆層を創生した。その後、必要に応じて摩擦改質処理を施した材料に窒化処理を施した。この熱処理を援用することにより摩擦改質により被覆された微細粉末を拡散接合させて基材との密着性を向上することならびに改質層の高強度化を試みた。
２．評価試験の実施 作製された試験片に対して硬さ測定およびスクラッチ試験を実施し、硬さと硬質微細粉末の密着強度について比較検討した。また表面・表層に存在する粉末粒子の分布状況（拡散浸透の有無）をEDX分析して考察した。これらと並行して海水中における浸漬腐食試験ならびに往復動摩擦摩耗試験を実施し、耐食性と耐摩耗性を調べ、本手法の有効性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の計画は、工業的に多用されている合金鋼（SCM435）への耐食性と低摩擦・耐摩耗性の付与についての研究を中心に実施することになっている。本年度は、昨年度から引続き高強度かつ優れた耐食性を有する材料である18Cr-8Niステンレススチール（SUS304）とTi-6Al-4V（Ti allow）への低摩擦・耐摩耗性の付与と、合金鋼（SCM435）への耐食性と低摩擦・耐摩耗性の付与について実施した。これまでに各種基材に硬質微細粉末による被覆層を創生する技術を確立し、海水中における浸漬腐食試験ならびに往復動摩擦試験において有益な結果が得られた。しかし表面・表層における粉末粒子の分布状況等をより詳細に分析し、得られた評価試験結果に対する考察をより深める必要があると考える。よって総合的に判断し「おおむね順調に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度には、摩擦改質にて創成された各種材料に対して、これまで実施した往復動摩擦試験に加え、微小な往復すべり条件（フレッティング）下における摩擦特性評価試験を実施し、その効果を確認する。また摩擦改質材の表面・表層における粉末粒子の分布状況等をEDX分析にて詳細に調べ、これまでに得られた評価試験結果に対する考察を深める。平成31年度は、本科研費に関する研究実施の最終年度であることから、これまでに得られた成果を集約し、優れた耐食性と低摩擦・耐摩耗性を有し、海洋環境下で高荷重を受けつつその性能を最大限発揮することができる摩擦改質材の開発に先駆をつけたい。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた主な原因は、主に摩擦改質により得られた各種改質材の表面元素分析等に要する費用が当初計上していたものより安く抑えられたためである。これらの経費は今後、消耗品の購入費や学会等への参加に要する経費として有効に活用する予定である。
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