2010 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 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料信頼性センター, 主任研究員 (40354253)
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Keywords | 疲労 / 鉄鋼材料 / 表面硬化 |
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向上指針として、最適Mn量は2%前後であることを明らかにした。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)等を約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、V添加による高疲労強度化の可能性が高いことを示した。本年度はV添加鋼について母地組織、V添加量及び高清浄度化の影響を調べ、さらなる高疲労強度化の可能性を検討した。得られた成果は以下の通りである。 1.V添加超微細粒鋼は、高カーボン(c)を添加しなくても、窒化時に問題となる硬化層より内部の母地部の粗粒化を抑制できることを明らかにした。 2.母地組織の影響では、フェライト・パーライトのような粗大組織では母材に比べて窒化材の疲労強度はあまり上昇しないが、超微細粒や焼き戻しマルテンサイト組織では大きく上昇することを明らかにした。これらの結果は母地組織の微細化・均一化による疲労特性向上指針を確認するものである。 3.V添加量と高清浄度化の影響では、0.2%添加通常材と0.4%添加高清浄度材について窒化材の疲労特性を比較し、高V添加で疲労強度が高くなること及び両材料ともに内部破壊が生じ、高清浄度化の効果は認められないことが判明した。 4.以上の結果から、最適V量の検討が課題として残るが、今回のV添加による疲労特性向上指針は貴重な知見であるものと考えられる。
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Research Products
(1 results)