2009 Fiscal Year Annual Research Report
ギガサイクル疲労特性に優れた高強度鋼創製指針の確立
Project/Area Number |
20560096
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Research Institution | National Institute for Materials Science |
Principal Investigator |
蛭川 寿 National Institute for Materials Science, 材料信頼性センター, 主任研究員 (40354253)
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Keywords | 疲労 / 表面硬化 / 鉄鋼材料 |
Research Abstract |
本研究では、化学成分を変化させた超微細粒鋼(α域加工熱処理、フェライト結晶粒径が1μm以下)を母材とし、これらの材料に対して窒化を行い、微細炭・窒化物の形態を変化させた材料を作製し、系統的に疲労特性を調べ、疲労特性向上指針を得ることを目的にしている。前年度は基本組成(Fe-C-Si-Mn)鋼窒化材のギガサイクル疲労特性の調査で、Mn窒化物単独でも高疲労強度化が図れることを明らかにした。本年度は最適Mn量の検討として焼鈍熱処理を施した基本組成鋼の疲労強度とMn量との関係を調べた。また、さらなる高疲労強度化を図るため、微細炭・窒化物を形成する元素として、基本組成にチタン(Ti)、ニオブ(Nb)、バナジウム(V)を約0.2%単独添加した超微細粒鋼通常材について疲労特性を調べた。得られた成果は以下の通りである。 1.基本組成鋼焼鈍材のMn量と疲労強度との関係から最適Mn量は2%前後で最も疲労強度が向上することを明らかにした。 2.Ti添加超微細粒鋼窒化材の疲労強度はTi系介在物起点の内部破壊が生じ、母材に比べてあまり上昇しなかった。また、Nb添加超微細粒鋼窒化材では粗大なNbの析出物が起点となる内部破壊が生じる場合もあり、疲労強度は母材に比べて大きく上昇しなかった。これらの結果からTiやNbの添加は破壊の起点を増やし高疲労強度化を妨げる可能性が考えられた。 3.V添加超微細粒鋼窒化材の疲労強度は介在物起点の内部破壊が生じたが、母材に比べて大きく上昇した。TiやNb添加材とは異なり、起点介在物はV由来ではないこと及びMn窒化物単独の疲労強度をも越えていることから、V添加による高疲労強度化の可能性は高い。 4.次年度はVに着目してV量や母地組織を変化させたり、高清浄度化を施し、さらなる高疲労強度化を目指す予定であるが、今回の成果は疲労特性向上指針を検討する上で有用な知見であると考えられる。
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Research Products
(1 results)