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2010 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

Research Project

Project/Area Number 20246030
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) 西川 雅章  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60512085)
Keywords表面改質 / キャビテーション / 歪 / ピーニング / 水素脆化 / 逆問題解析 / X線回折 / 残留応力
Research Abstract

1.キャビテーション・ショットレス・ピーニングCSPによりミクロ歪を低減しながら圧縮残留応力を導入できことを明らかにしてきた。一方,水素社会の実現には金属材料を水素環境にさらすと脆化する「水素脆化」の解決が喫緊の課題となっているが,圧縮残留応力の導入により水素脆化を抑止できる可能性がある。本研究において,ステンレス鋼SUS316Lを供試材とし,CSPで処理した試験片と未処理の試験片を水素環境にさらして亀裂進展試験を行った結果,CSPにより亀裂進展を抑止できる,すなわちCSPにより水素脆化を抑止できることを実証した。
2.一般の圧縮残留応力を導入する表面改質法では,圧縮残留応力を導入すると転位などのミクロ歪が増大してしまい,転位などに水素が捕捉され水素脆化が促進されてしまうが,CSPではショットレスでピーニングできるので,ミクロ歪の増大を抑止して圧縮残留応力を導入でき,CSPにより水素脆化を抑止できる機構を明らかにした。
3.CSPによる表面改質層の電磁気的特性を渦電流法で計測し,逆問題解析により表面改質層の電磁気的特性を評価して,残留応力の深さ方向の分布と比較し,渦電流法によりCSPによる表面改質層の深さを非破壊で評価できることを明らかにした。
4.CSPによる処理時間を変えた試験片の亀裂進展試験を行って,CSP処理時間とき裂進展速度の関係を明らかにし,CSPの処理時間の最適化を行った。
5.CSPで処理したローラなどを摩擦摩耗試験に供し,CSPにより摩擦摩耗特性を向上できることを実証した。
6.CSPにより塑性硬さを増大しながら,弾性硬さを低減できることを実証し,CSPによる新機能層を創成できることを明らかにした。

  • Research Products

    (29 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (15 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Corrosion behavior of pressure vessel steel exposed to residual bubbles after cavitation bubble collapse2011

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Journal Title

      Corrosion

      Volume: 67 Pages: "025001-1"-"025001-8"

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Introduction of compressive residual stress into stainless steel by emnlovine a cavitatine jet in air2011

    • Author(s)
      H.Soyama, T.Kikuchi, M.Nishikawa, O.Takakuwa
    • Journal Title

      Surface & Coatings Technology

      Volume: 205 Pages: 3167-3174

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of fatigue crack growth in austenite stainless steel by cavitation peening2011

    • Author(s)
      O.Takakuwa, M.Nishikawa, H.Soyama
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 452-453 Pages: 641-644

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-step method to evaluate equibiaxial residual stress of metal surface based on micro-indentation tests2011

    • Author(s)
      M.Nishikawa, H.Soyama
    • Journal Title

      Materials & Design

      Volume: 32 Pages: 3240-3247

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] テーションピーニングの原理と応用2011

    • Author(s)
      祖山均
    • Journal Title

      ふえらむ

      Volume: 16 Pages: 221-227

  • [Journal Article] Enhancing the aggressive strength of a cavitating jet and its practical application2011

    • Author(s)
      H.Soyama, O.Takakuwa
    • Journal Title

      Journal of Fluid Science and Technology

      Volume: 未定 Pages: 掲載確定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Technique for partially strengthening electrical steel sheet of IPM motor using cavitation peening2011

    • Author(s)
      O.Takakuwa, M.Nishikawa, H.Soyama
    • Journal Title

      Materials Science and Technology

      Volume: 未定 Pages: 掲載確定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of fatigue crack propagation with hydrogen embrittlement in stainless steel by cavitation peening2011

    • Author(s)
      O.Takakuwa, M.Nishikawa, H.Soyama
    • Journal Title

      Strength, Fracture and Complexity

      Volume: 未定 Pages: 掲載確定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of the enhanced cavitation impact energy using a PVDF transducer with an acrylic resin backing2011

    • Author(s)
      H.Soyama, Ysekine, K.Saito
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 未定 Pages: 掲載確定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] キャビテーションビーニンを受けたステンレス鋼の表面改質層の降伏応力分布と疲労特性の評価2010

    • Author(s)
      西川雅章, 高桑脩, 祖山均
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(A編)

      Volume: 76 Pages: 1367-1372

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 球状圧子を用いた微小押込み試験による金属材料の降伏応力の同定法2010

    • Author(s)
      西川雅章, 河原木雄介, 祖山均
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(A編)

      Volume: 76 Pages: 1781-1788

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of fatigue crack propagation in steel by cavitation peening2010

    • Author(s)
      O.Takakuwa, M.Nishikawa, H.Sovama
    • Journal Title

      Metal Finishing News

      Volume: 11(3) Pages: 58-60

  • [Journal Article] キャビテーションピーニングによる圧縮応力付与2010

    • Author(s)
      高桑脩, 西川雅章, 祖山均
    • Journal Title

      砥粒加工学会

      Volume: 54 Pages: 574-577

  • [Presentation] 水噴流加速式循環型ショットピーニンによるステンレス鋼の水素脆化抑止2011

    • Author(s)
      高桑脩, 内藤暁馬, 祖山均
    • Organizer
      2010年度ウオータージェット技術年次報告会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-01-21
  • [Presentation] 流動キャビテーションのけるラジカル反応2010

    • Author(s)
      祖山均
    • Organizer
      キャビテーションに関するシンポジウム(第15回)
    • Place of Presentation
      堺
    • Year and Date
      2010-11-23
  • [Presentation] キャビテーション噴流の加工能力におけるノズル部の寸法と噴射圧力の影響2010

    • Author(s)
      長坂和哉, 高桑脩, 祖山均
    • Organizer
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      米沢
    • Year and Date
      2010-10-31
  • [Presentation] キャピテーションピーニングによるステンレス鋼の水素脆化抑止2010

    • Author(s)
      高桑脩, 西川雅章, 祖山均
    • Organizer
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      米沢
    • Year and Date
      2010-10-31
  • [Presentation] 圧縮残留応力付与による水素脆化抑止に関する数値解析2010

    • Author(s)
      高桑脩, 大見敏仁, 西川雅章, 横堀壽光, 祖山均
    • Organizer
      第54回日本学術会議材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-10-26
  • [Presentation] キャビテーションビーニングを受けたステンレス鋼の疲労き裂進展挙動の評価2010

    • Author(s)
      山宮康平, 高桑脩, 西川雅章, 祖山均
    • Organizer
      第54回日本学術会議材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-10-26
  • [Presentation] 非局所結晶塑性理論を用いた微小押込み試験によるステンレス鋼の評価2010

    • Author(s)
      河原木雄介, 西川雅章, 祖山均
    • Organizer
      第54回日本学術会議材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-10-26
  • [Presentation] Chemical reactor using radical induced by a cavitating jet2010

    • Author(s)
      H.Soyama, T.Muraoka
    • Organizer
      20th International Conference on Water Jetting
    • Place of Presentation
      グラーツ,オーストリア
    • Year and Date
      2010-10-20
  • [Presentation] キャビテーションピーニンによるステンレス鋼の労き裂進展制効果に関する数値解析2010

    • Author(s)
      西川雅章, 高桑脩, 山宮康平, 祖山均
    • Organizer
      日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      長岡
    • Year and Date
      2010-10-10
  • [Presentation] キャビテーションピーニフグにおけるキャビテーション噴流の流速および寸法の影響2010

    • Author(s)
      祖山均
    • Organizer
      日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      長岡
    • Year and Date
      2010-10-10
  • [Presentation] Enhancement of aggressivity of cavitating jet and its practical application2010

    • Author(s)
      H.Soyama, O.Takakuwa
    • Organizer
      International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows
    • Place of Presentation
      シンシナティ,米国
    • Year and Date
      2010-09-28
  • [Presentation] キャビテーション噴流の非定常特性におけるノズル出口形状の影響2010

    • Author(s)
      祖山均, 西澤一登
    • Organizer
      日本混相流学会年会講演会
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2010-07-17
  • [Presentation] 各種ピーニング処理による溶接部の疲労強度向上の検討2010

    • Author(s)
      祖山均, 高桑脩, 小山洋祐
    • Organizer
      日本材料学会第59期学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2010-05-23
  • [Presentation] キャビテーションピーニングを受けたステンレス鋼の表面き裂の疲労進展挙動2010

    • Author(s)
      西川雅章, 高桑脩, 祖山均
    • Organizer
      日本材料学会第59期学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2010-05-22
  • [Presentation] 水噴流加速式循環型ショットピーニング法の開発2010

    • Author(s)
      祖山均, 内藤暁馬, 高桑脩
    • Organizer
      ショットピーニング技術協会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-05-20
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mm.mech.tohoku.ac.jp/menul2/index.Html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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