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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Study on deformation mechanism of shot-peening by modeling with single crystals

Research Project

Project/Area Number 21K18822
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

佐藤 尚  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50402649)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮崎 秀俊  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10548960)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Keywordsショットピーニング / 集合組織 / 相変態 / 表層巨大ひずみ加工 / 単結晶
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,単結晶を用いることでショットピーニング(SP)にて生じる諸現象を単純化し,SPによる加工組織相安定性変化や加工表面における塑性変形メカニズムを究明することを目的とした.それを達成するために「【課題1】純Fe,純CuおよびFe-33%Ni合金の単結晶作製」,「【課題2】SPによる圧縮残留応力にて生じる加工組織の相安定性変化の究明」および「【課題3】SPによる加工表面の塑性変形メカニズムの究明」を課題とした.
■2023年度の研究成果
2023年度は,SPを施した純Cu単結晶の加工表面近傍に生じた圧縮残留応力をテンソル成分として測定し,静水圧成分とせん断成分の比較を行った.その結果,SPにて生じる圧縮残留応力は静水圧成分が大きいことが明らかとなった.よって,昨年度に得られた結果である鉄合金へのSPに伴う相変態温度の低下は,SPで生じた静水圧圧縮応力に起因する.さらに,SPに伴う加工表面の組織変化について,結晶粒微細化および集合組織形成の観点から詳細に調査した結果,まず結晶粒微細化が生じた後,任意の結晶方位が板面法線方向と平行になった繊維集合組織が形成することが明らかとなった.すなわち,SPで形成する繊維集合組織は結晶粒同士の拘束下における変形が一因といえる.
■研究期間全体を通じて得られた成果
単結晶や粗大粒試料を用いることでSPにて生じる相安定性変化の要因や加工組織形成メカニズムの究明を試みた.その結果,①SPで生じる残留応力は静水圧圧縮成分が大きく,これによって鉄合金の相変態温度が低下すること,②SPにて形成する繊維集合組織は,SPに伴う結晶粒微細化が生じた後に形成すること,③SPで形成する繊維集合組織の種類は,結晶構造(すべり系)および積層欠陥エネルギーに依存することを明らかにした.これらの知見は,SPによる加工表面組織制御を可能にし,その指導原理に値するといえる.

  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] 電子線後方散乱回折法による微小金属試験片の 材料組織評価技術2024

    • Author(s)
      佐藤尚,岩坂彩子
    • Journal Title

      材料試験技術

      Volume: 69 Pages: 52~57

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallographic Textures of Al and Al-Mg Alloy Formed by Shot-Peening2023

    • Author(s)
      Sato Hisashi、Mihara-Narita Mami、Watanabe Yoshimi、Motozuka Satoshi
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: 1106 Pages: 41~47

    • DOI

      10.4028/p-OMIw3U

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Al-Al3Ti結晶粒微細化剤におけるAl3Tiヘテロ凝固核の電子線後方散乱回折法を用いた相界面組織評価2024

    • Author(s)
      佐藤尚,渡辺義見
    • Organizer
      日本金属学会 春期(第174回)講演大会,材料機能特性のアーキテクチャー構築シンポジウムV
    • Invited
  • [Presentation] 電子線後方散乱回折法による微小金属試験片の 材料組織評価技術2024

    • Author(s)
      佐藤尚,岩坂彩子
    • Organizer
      第298回材料試験技術シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] ショットピーニングを活用した金属材料の表面結晶方位分布制御2024

    • Author(s)
      佐藤尚
    • Organizer
      日本熱処理技術協会 第97回(2024年春季)講演大会
    • Invited
  • [Presentation] In-situ observation of recrystallization behavior of shot-peened pure iron by using electron backscattered diffraction2024

    • Author(s)
      Kaito Kotama, Hisashi Sato, Yoshimi Watanabe, Satoshi Motozuka
    • Organizer
      20th International Conference on Texture of Materials (ICOTOM 20)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Crystallographic texture of pure Cu single crystal sheets formed by shot-peening2024

    • Author(s)
      Hisashi Sato, Fumiya Ogura, Hidetoshi Miyazaki, Yoshimi Watanabe
    • Organizer
      20th International Conference on Texture of Materials (ICOTOM 20)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金属材料の組織解析 ~試料作製から観察まで~2023

    • Author(s)
      佐藤尚
    • Organizer
      アルミニウム合金のひずみ速度感受性モデル化研究部会 第6回部会
    • Invited
  • [Presentation] ショットピーニングを施した純Cuの加工表層における結晶学的集合組織の傾斜分布2023

    • Author(s)
      佐藤尚,伊藤祐哉,渡辺義見
    • Organizer
      第32回傾斜機能材料国内シンポジウム
  • [Presentation] ショットピーニングを施した純鉄の再結晶集合組織に及ぼす板厚の影響2023

    • Author(s)
      森下泰智,佐藤尚,森谷智一,渡辺義見,本塚智
    • Organizer
      日本金属学会 第173回講演大会
  • [Presentation] ショットピーニングを施した純鉄圧延板における再結晶挙動のその場加熱観察2023

    • Author(s)
      樹神海斗,佐藤尚,森谷智一,渡辺義見
    • Organizer
      材料フォーラムTOKAI
  • [Presentation] 純鉄圧延板へのショットピーニングに伴う加工変質層の組織形成過程2023

    • Author(s)
      森下泰智,佐藤尚,森谷智一,渡辺義見
    • Organizer
      材料フォーラムTOKAI
  • [Presentation] アルミニウム合金へのショットピーニングで形成する集合組織に及ぼす積層欠陥エネルギーの影響2023

    • Author(s)
      佐藤尚,成田麻未,渡辺義見,本塚智
    • Organizer
      軽金属学会第145回秋期大会
  • [Presentation] Local Strain Distribution and Microstructure around Al3Ti Platelet Particle in Al-Al3Ti Composite2023

    • Author(s)
      Hisashi Sato, Makoto Kikkou, Yoshimi Watanabe
    • Organizer
      The 11th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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