2008 Fiscal Year Annual Research Report
Niフリー高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の疑似体液中フレッティング疲労特性
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20360319
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
丸山 典夫 National Institute for Materials Science, 生体材料センター, 主幹研究員 (00343856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片田 康行 独立行政法人物質・材料研究機構, 燃料電池センター, グループリーダー (30127211)
秋山 英二 独立行政法人物質・材料研究機構, 新構造材料センター, 主任研究員 (70231834)
廣本 祥子 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料センター, 主任研究員 (00343880)
伊藤 真二 独立行政法人物質・材料研究機構, 共用基盤部門, 主席エンジニア (50370317)
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| Keywords | Niフリー / 高窒素鋼 / 腐食 / フレッティング / 疲労 |
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| Research Abstract |
本研究は、Niフリー高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の生体環境下におけるフレッティング(微小振幅の磨耗を伴う)腐食疲労破壊機構のメカニズムを解明するとともに、長期的な信頼性・安全性を確保することを目的とする。
平成20年度は、加圧式ESR法により、清浄なNiフリー高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の創製(Fe-23Cr-1Mo-1Nwt%)を行い、組織観察および引張試験および試料の組成分析を行った。同合金を用いて、大気中および擬似体液申(リン酸塩類緩衝液)の通常疲労試験を行った試験条件は、応力比Rが0.1、荷重繰返し速度は大気中では20Hz、擬似体液中では2Hzである。その結果、大気中および擬似体液中の疲労強度は、いずれの環境下でも差はなく、10E7回疲労強度は約320MPaであった。
また、大気中のフレッティング疲労試験を行った。試験条件は、応力比Rが0.1、荷重繰り返し速度が20Hzで行る。その際、試験片とフレッティングパッドは同一材料を使用し、パッド接触面圧は30MPaで行った。その結果、10E7回フレッティング疲労強度は、約280MPaであり、これまで行ったチタン合金、Co-Cr合金およびSUS316L鋼等の既存の生体用金属材料の結果と比べ、著しく高いフレッティング疲労強度を示すことが明らかになった。
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