2009 Fiscal Year Annual Research Report
キャビテーション・ショットレス・ピーニングによる新機能層創成
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20246030
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
祖山 均 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (90211995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 晶彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00197617)
西川 雅章 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60512085)
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| Keywords | 表面改質 / キャビテーション / 歪 / ピーニング / 降伏応力 / 逆問題解析 / X線回折 / 残留応力 |
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| Research Abstract |
1.平面曲げ式疲労試験に供した試験片のミクロ歪をファンダメンタルパラメータ法により評価した結果,疲労回数とともにミクロ歪が増減することが判明した。またステンレス鋼SUS316Lの表面仕上げの状態によっては疲労過程によりフェライト相が生成することが判明した。
2.微小硬さ試験機を用いて実験的にインデンテーション試験を行って荷重-変位曲線を求め,また弾塑性解析による数値シミュレーションにより,X線回折による残留応力,曲げ試験による縦弾性係数計測と併せて逆問題解析を行った結果,キャビテーション・ショットレス・ピーニングCSP処理により降伏応力が向上することを明らかにした。
3.CSP処理時間を変えて疲労試験片を行った結果,処理時間の増大とともに疲労寿命が向上し,やがて飽和することから,最適なCSP処理時間の指針を得た。
4.マクロな圧縮応力を付与した合金工具鋼を渦電流法を用いて評価し,マクロな歪を渦電流法で評価できることから残留応力を渦電流法で評価できる可能性が明らかになった。
5.種々の大きさのノズルからのキャビテーション噴流を用いてCSP処理を行い,残留応力を評価した結果,ノズル口径が大なるほど深くまで圧縮残留応力を導入できることが明らかになった。またキャビテーション噴流の噴射圧力を変えてCSPを行った結果と併せて,噴射圧力を大とするよりもノズル口径を大としたほうが深くまで圧縮残留を導入できることが明らかになった。この事実は,ウォータージェットによる損傷を回避してピーニングを施工する観点からも重要である。
6.ハイブリッド車などに用いられるIPMモータの電磁鋼板をCSP処理した結果,CSP処理により電磁鋼板の降伏応力を向上できることが明らかになった。
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