2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of peening aging processing technology by temperature and pressure control of ultra-high temperature and high pressure cavitation
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19K04110
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| Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
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Principal Investigator |
吉村 敏彦 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (20353310)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超高温高圧キャビテ－ション / 機能性キャビテーション / アルミニウム合金 / 時効硬化 / ピーニング人工時効 / ピーニング自然時効 / 疲労強度 / 疲労限 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度：ウォータージェト圧力と超音波出力、施工時間に対する熱処理による時効条件（温度、時間）との関係を明らかにすることができた。超高温高圧キャビテーション（UTPC）によるT6処理（溶体化処理(535℃×8h)後、人工時効(155℃×6h)）を再現し確立することができた。
2020年度：ピーニング自然時効を行うための、ウォータージェト圧力と超音波出力、施工時間との関係を明らかにすることができた。UTPCによるT4処理を再現し、加工条件を確立した。
2021年度：、UTPCによるT5処理（溶体化処理しないで人工時効）再現し確立するために、超音波の出力とWJ圧力を下げて保持した（時効処理模擬）。これにより、高い圧縮残留応力付与することができた。具体的には、ピーニング人工時効を直接実施するため、キャビテーション気泡内温度を支配する超音波出力は100W、キャビテーション気泡内圧力を支配するウォータージェットWJ吐出圧力は20MPaが適していることが分かった。
2022年度：アルミニム合金（AC4CH）を用い、ピーニング人工時効した部品を構造部材として活用する場合に必要とされる疲労強度の向上について検討した。疲労試験片にピーニング人工時効処理を行い、疲労試験片は平板とし、曲げ疲労試験により疲労強度、疲労限疲および疲労き裂発生箇所について明らかにすることができた。未処理材や従来のショットピーニングによる表面高強度化によって作製した疲労試験片よりも、疲労寿命が延長し、疲労強度および疲労限が向上するピーニング人工時効条件を確立することができた。
本研究の成果により、自動車等輸送機械の部品製造ラインにおける時効処理時間の短縮化、既存の輸送機械アルミニウム部品の疲労強度の向上および部品の薄肉化と省エネ化を実現するための生産技術として普及すると期待される。
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