2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of perfect joint (jointless joint) technology and proposal of new structural materials
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19H00826
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤井 英俊 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (00247230)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森貞 好昭 大阪大学, 接合科学研究所, 特任准教授 (00416356)
青木 祥宏 (アオキヤスヒロ) 大阪大学, 接合科学研究所, 特任講師 (70775642)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 接合 / ものづくり / 材料加工・処理 / 固相接合 / 短時間プロセス / 無変態 / 高強度 / 100％継手効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
線形摩擦接合を活用した完全接合技術の開発を行った。被接合材の強度の温度依存性が既知であれば、接合したい温度における材料強度と同程度の印加圧力を加えることにより、任意の望む接合温度で接合が可能である。この原理を活用して、接合温度を700℃以下で接合することにより、接合部の強度が母材と同等ある継手を得る手法を確立した。接合部が構造物の特異点とならないという構造設計上で極めて大きなメリットが生じ、時間とコストの大幅な削減に繋がる。
溶接が困難であるという理由で、鋼材中のC量のみならず、B、P、S、Cuなどの量を厳しく制限する必要がある。これらの元素は溶融時に粒界等に偏析することが強度低下の原因であるため、溶融させない本新規接合法においては、逆にこれらの元素を積極的に活用することで、新規冶金現象の発見とデータベースの蓄積に繋げた。例えば、耐候性への成分元素の影響は、Pが最も効果的であり、次いでCu、Crと言われている。従来鋼の代表例であるSS400は約400MPaの強度を持つが，その強度を上昇させつつ，さらに耐侯性に優れる鋼材の開発を行った。
加えて、マルテンサイト鋼の線形摩擦接合にも取り組んだ。通常の方法では、接合中の温度上昇により焼きなまされるが、開発した低温線形摩擦接合技術を用いると、HAZ軟化を最小限に抑えることができ、接合部でこれまでにない微細組織および機械的特性が得られることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初、予定の無かったTi合金とSUS304を用いて、異種材料の接合技術に取り組み、100％の継手効率を得ることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
摩擦熱を利用した技術であれば、装置が大型化するので、ジュール熱を利用した圧力制御通電圧接を開発する。
炭素鋼と炭素鋼などの同種接合やTi合金とSUS304などの組み合わせを用いた異種材料の接合技術を開発する。
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Research Products
(33 results)
