2009 Fiscal Year Annual Research Report
応力場誘起拡散現象の新規展開による耐熱超合金のき裂・損傷補修
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21246022
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
岡崎 正和 Nagaoka University of Technology, 工学部, 教授 (00134974)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福澤 康 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (10126477)
阪口 基己 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (60452083)
山岸 郷志 長岡技術科学大学, 工学部, 技術職員 (20452089)
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| Keywords | 応力場誘起拡散接合 / き裂補修と損傷修復 / 超合金 / 高温強度 / 摩擦撹拌接合(FSW) / 放電コーティング / しゃ熱コーティング / 新密着強度評価法 |
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| Research Abstract |
応力誘起拡散接合の一つである摩擦撹拌接合法(FSW)を援用してアルミニウム合金AA6053と耐熱Ni基超合金IN758からなる異種間材料接合体、および、AA6053アルミニウム合金同士の同種間材料接合体の製作に成功した。FSWのための装置は自作した。接合に際しては、工業的応用を意図して、撹拌工具の回転速度、送り速度、押込み深さ等を線形計画法に基づいて変化させて最適条件を決定したが、最適条件の普遍化と工学的背景の解明のため、接合時の物理的パラメータも提案し、最適条件となる材料学的も要因も調査した。加えて、製作した接合体の機械構造部材としての応用も考慮し、それらの引張強度や疲労強度も定量的に評価した。一例として、最適製作した接合体のせん断強度は母材単体のそれの約80%程度あり、従来の接合法に比べ150%程度性能が向上すること、溶融を伴う接合法では得られない機械的特性がFSW法により得られることなどを示した。さらに、異種接合体の性能評価の際には不可欠な接合特性-すなわち、密着接合強度-を界面破壊力学に基づき評価する新手法を提案し、その評価手法を遮熱コーティングのトップコート皮膜密着強度を評価する手法に拡張した。一連の検討を通じて開発した手法は、次世代ガスタービンなど、耐熱超合金を基本とする超高温部材の開発や高付加価値部材のき裂補修に大きく寄与するもので、特許も取得した。
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