2011 Fiscal Year Annual Research Report
鉄鋼・チタン合金用汎用FSWツール確立に向けたツール損傷学理の究明
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23360314
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 裕 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00292243)
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| Keywords | 摩擦攪拌接合 / 接合ツール / Co基耐熱合金 / ツール損傷 |
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| Research Abstract |
鉄鋼・チタン合金の摩擦攪拌接合(FSW)は従来の溶接の制約の障害を乗り越える革新的接合技術として注目されているが、未だ多くの課題を有し、実機適用への検討も行われていない。最大の原因は「安価で長寿命の接合ツールがない」ことにある。申請者らは、安価で長寿命を満たす唯一のツール材料として、新規Co基耐熱合金を提案したが、実用化には更なる長寿命化が不可欠である。本研究では、Co基耐熱合金ツールを用いて「ツール損傷はいかなる材料物性に支配されるのか?」と「FSW過程でどのように損傷が進むのか?」を材料学的に解明し、長寿命なツール材に要求される材料物性・ミクロ組織を合金設計により作り出すための学理を究明し、安価で長寿命な接合ツール開発に資する普遍的な指導原理を確立することを目的としている。平成23年度の成果は以下のとおりである。
耐熱温度、耐摩耗性を変えた複数のCo基耐熱合金を合金設計し、高周波溶解・重力鋳造法にて試作した。試作したCo基耐熱合金のγ'相の固相線温度、高温圧縮強度、室温耐摩耗特性を評価した。試作したCo基耐熱合金を用いて接合ツールを作製し、中炭素鋼および高炭素鋼に対してFSW試験を実施した。FSW試験前後における接合ツール形状を3次元的に計測し、ツール損傷に関する定量データを得た。さらに、Co基耐熱合金の物性とFSW時のツール損傷度の関係について検討し、γ'相の固相線温度が高く、高温圧縮強度が高いCo基耐熱合金をFSWツールに用いたほうがFSW時のツール損傷は抑制されることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ当初の計画どおり達成されているが、一部遅れている部分がある。これは、研究遂行時に、24年度の実施項目としていた事項に取り組むことに方針を若干変更したことによる。23年度達成できなかった部分については、次年度以降に完了予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に当初の予定どおり推進する予定であり、研究目的を達成可能と考えている。
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