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2014 Fiscal Year Annual Research Report

ハイブリッドピーニングの構築と水素脆化抑止への展開

Research Project

Project/Area Number 24360040
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

祖山 均  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90211995)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊賀 由佳  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (50375119)
高桑 脩  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60633518)
青柳 吉輝  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70433737)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords表面改質 / ピーニング / キャビテーション / 水素脆化 / 疲労亀裂進展 / 応力拡大係数 / パルスレーザ / 表面力学
Outline of Annual Research Achievements

1. X線回折を用いたひずみ測定により,ステンレス鋼の亀裂先端近傍の局所的水素量を評価できることを明らかにした。また,微小押込み試験により,ステンレス鋼の粒内・粒界における押込み変形における水素の影響を明らかにした。
2. 引張り残留応力が存在する場合でも,キャビテーションピーニングにより圧縮残留応力を導入することにより水素脆化による亀裂進展を低減できることを明らかにした。
3. キャビテーションピーニングならびに水噴流加速型ショットピーニングにより,ジュラルミンの曲げ疲労強度を向上できることを明らかにした。また,キャビテーションピーニングにより円孔を有するジュラルミン板の引張り疲労強度を向上できること実証した。さらに,水噴流加速式ショットピーニングにより,ジュラルミンの降伏応力を向上できることを逆問題解析により明らかにした。
4. キャビテーション衝撃力を用いたキャビテーションピーニングと,液塊の衝突衝撃力を用いたウォータージェットピーニングの簡易判別法を呈示した。
5. パルスレーザによるレーザアブレージョンとレーザキャビテーションを比較した結果,レーザキャビテーションによる衝撃力のほうが大きいことを明らかにし,レーザキャビテーションの機械的表面改質への展開の可能性を明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (39 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 8 results) Presentation (29 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Residual Stress on the Corrosion Behavior of Austenitic Stainless Steel2015

    • Author(s)
      O. Takakuwa and H. Soyama
    • Journal Title

      Advances in Chemical Engineering and Science

      Volume: 5 Pages: 62-71

    • DOI

      10.4236/aces.2015.51007

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Movement of Dislocations in the Sub-Surface of a Polycrystalline Metal by Cavitation Peening Observed by Transmission Electron Microscopy2015

    • Author(s)
      O. Takakuwa, A. Chiba and H. Soyama
    • Journal Title

      Materials Sciences and Applications

      Volume: 6 Pages: 140-144

    • DOI

      10.4236/msa.2015.62017

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 微小圧子押込み試験によるオーステナイト系ステンレス鋼の水素侵入量評価2015

    • Author(s)
      眞野優太,髙桑脩,祖山 均
    • Journal Title

      日本機械学会論文集

      Volume: 81 Pages: 14-00426

    • DOI

      10.1299/transjsme.14-00426

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The Use of Cavitation Peening to Increase the Fatigue Strength of Duralumin Plates Containing Fastener Holes2014

    • Author(s)
      H. Soyama
    • Journal Title

      Materials Sciences and Applications

      Volume: 5 Pages: 430-440

    • DOI

      10.4236/msa.2014.56047

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of Hydrogen on the Micro- and Macro-Strain Near the Surface of Austenitic Stainless Steel2014

    • Author(s)
      O.Takakuwa, Y.Mano and H.Soyama
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: 936 Pages: 1298-1302

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.936.1298

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 脊椎固定用インプラントロッドへの水噴流加速式循環型ショットピーニングの適用2014

    • Author(s)
      髙桑脩,祖山均
    • Journal Title

      噴流工学

      Volume: 31(1) Pages: 20-27

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of the Efficiency of Cleaning Dental Plaque on Titanium Using a Cavitating Jet2014

    • Author(s)
      M. Kikuchi, T. Takiguchi, J. Yamada, M. Yamamoto and H. Soyama
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 9 Pages: 14-00297, 1-8

    • DOI

      10.1299/jbse.14-00297

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of Crack Initiation and Propagation of Stainless Steel Treated by Cavitation Peening Using a Load Controlled Plate Bending Fatigue Tester2014

    • Author(s)
      H. Soyama
    • Journal Title

      Metal Finishing News

      Volume: 15 (4) Pages: 60-62

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Experimental Formula to Estimate Aggressive Intensity of a Cavitating Jet for Cavitation Peening2015

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Organizer
      ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2015
    • Place of Presentation
      ソウル,韓国
    • Year and Date
      2015-07-26 – 2015-07-31
  • [Presentation] 電子ビーム積層造形したチタン合金Ti6Al4V のキャビテーションピーニングによる疲労寿命改善2015

    • Author(s)
      祖山均,武尾文雄
    • Organizer
      日本材料学会第64期通常総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学,米沢
    • Year and Date
      2015-05-22 – 2015-05-24
  • [Presentation] Surface Mechanics Design by Cavitation Peening2015

    • Author(s)
      H. Soyama
    • Organizer
      5th International Conference on Laser Peening and Related Phenomena
    • Place of Presentation
      シンシナティ,アメリカ
    • Year and Date
      2015-05-10 – 2015-05-15
    • Invited
  • [Presentation] 昇温脱理分析装置の試作と表面改質したステンレス鋼における水素侵入抑止の実証2015

    • Author(s)
      眞野 優太, 髙桑 脩,祖山 均
    • Organizer
      日本機械学会東北支部 第50期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東北大学,仙台
    • Year and Date
      2015-03-13 – 2015-03-13
  • [Presentation] 応力測定によるステンレス鋼の局所的水素量評価2015

    • Author(s)
      藤沢 拓弥,髙桑 脩,祖山 均
    • Organizer
      東北学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      八戸高専,八戸
    • Year and Date
      2015-03-10 – 2015-03-10
  • [Presentation] 細胞破砕におけるベンチュリ管のスロート部長さの影響2015

    • Author(s)
      星野 純輝,祖山 均
    • Organizer
      東北学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      八戸高専,八戸
    • Year and Date
      2015-03-10 – 2015-03-10
  • [Presentation] アルメンストリップのアークハイトによるキャビテーション噴流の加工能力の評価2015

    • Author(s)
      祖山 均, 三上 光弘
    • Organizer
      2014年度ウォータージェット技術年次報告会
    • Place of Presentation
      金沢工業大学,金沢
    • Year and Date
      2015-01-23 – 2015-01-24
  • [Presentation] 気中キャビテーション噴流の加工能力におけるノズル形状の影響2015

    • Author(s)
      祖山 均, 三上 光弘
    • Organizer
      2014年度ウォータージェット技術年次報告会
    • Place of Presentation
      金沢工業大学,金沢
    • Year and Date
      2015-01-23 – 2015-01-24
  • [Presentation] The Interaction between Hydrogen and Surface Stress in Stainless Steel2014

    • Author(s)
      O.Takakuwa, Y.Mano and H.Soyama
    • Organizer
      12th International Conference on Material Science and Engineering Technology
    • Place of Presentation
      パリ,フランス
    • Year and Date
      2014-12-30 – 2014-12-31
  • [Presentation] Reduction of Hydrogen Embrittlement Cracking of Stainless Steel SUS316L by Cavitation Peening2014

    • Author(s)
      H.Soyama and O.Takakuwa
    • Organizer
      International Congress (APCF/SIF-2014)
    • Place of Presentation
      シドニー,オーストラリア
    • Year and Date
      2014-12-09 – 2014-12-12
  • [Presentation] 逆問題解析を用いた機械的表面改質を施したジュラルミンの降伏応力の評価2014

    • Author(s)
      上野 祐幸,祖山 均
    • Organizer
      日本機械学会第27回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      岩手大学,盛岡
    • Year and Date
      2014-11-22 – 2014-11-24
  • [Presentation] 気中キャビテーション噴流によるステンレス鋼への水素侵入の抑止2014

    • Author(s)
      髙桑 脩,眞野 優太
    • Organizer
      キャビテーションに関するシンポジウム(第17回)
    • Place of Presentation
      東京大学,東京
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
  • [Presentation] レーザキャビテーションによる微粒子の生成2014

    • Author(s)
      祖山 均
    • Organizer
      キャビテーションに関するシンポジウム(第17回)
    • Place of Presentation
      東京大学,東京
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
  • [Presentation] 流動キャビテーションによる細胞の破砕処理2014

    • Author(s)
      祖山 均, 星野 純輝, 黄基旭, 永沼 章
    • Organizer
      キャビテーションに関するシンポジウム(第17回)
    • Place of Presentation
      東京大学,東京
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
  • [Presentation] キャビテーション噴流の加工能力におけるノズルスロート長さの影響2014

    • Author(s)
      熊谷 直輝,祖山 均
    • Organizer
      日本機械学会第92期流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      富山大学,富山
    • Year and Date
      2014-10-25 – 2014-10-26
  • [Presentation] Surface Mechanics Design of Metallic Materials for Automotive Lightweight Technology2014

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Organizer
      1st International Conference on Modern Auto Technology and Services
    • Place of Presentation
      武漢,中国
    • Year and Date
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • Invited
  • [Presentation] キャビテーションピーニングによるクロムモリブデン鋼SCM435の疲労強度向上2014

    • Author(s)
      髙桑脩,白神哲夫,祖山均
    • Organizer
      自動車技術会2014年秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター,仙台
    • Year and Date
      2014-10-22 – 2014-10-24
  • [Presentation] Improvement of Threshold Stress Intensity Factor Range of Stainless Steel by Cavitation Peening2014

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Organizer
      12th International Conference on Shot Peening
    • Place of Presentation
      ゴスラー,ドイツ
    • Year and Date
      2014-09-15 – 2014-09-18
  • [Presentation] ステンレス鋼の粒内・粒界における押し込み変形に及ぼす水素の影響2014

    • Author(s)
      眞野 優太, 髙桑 脩,祖山 均
    • Organizer
      日本機械学会東北支部 第50期秋季講演会
    • Place of Presentation
      東北学院大学,多賀城
    • Year and Date
      2014-09-05 – 2014-09-05
  • [Presentation] 応力測定によるステンレス鋼の局所的水素量評価法の提案2014

    • Author(s)
      髙桑 脩,藤沢 拓弥, 祖山 均
    • Organizer
      日本機械学会東北支部 第50期秋季講演会
    • Place of Presentation
      東北学院大学,多賀城
    • Year and Date
      2014-09-05 – 2014-09-05
  • [Presentation] 水噴流加速式循環型ショットピーニングによる孔付きジュラルミン板の疲労強度向上2014

    • Author(s)
      上野 祐幸,祖山 均
    • Organizer
      日本機械学会東北支部 第50期秋季講演会
    • Place of Presentation
      東北学院大学,多賀城
    • Year and Date
      2014-09-05 – 2014-09-05
  • [Presentation] Improvement of Fatigue Strength of Duralumin Plate with a Hole by a Cavitating Jet2014

    • Author(s)
      H. Soyama
    • Organizer
      22nd International Conference on Water Jetting
    • Place of Presentation
      Van der Valk,ハールレム,オランダ
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [Presentation] 噴流条件によるキャビテーションピーニングとウォータージェットピーニングの判別2014

    • Author(s)
      祖山均
    • Organizer
      日本混相流学会混相流シンポジウム2014
    • Place of Presentation
      道民センター「かでる2・7」,札幌
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-30
  • [Presentation] Effect of Indentation Load on Vickers Hardness of Austenitic Stainless Steel after Hydrogen Charging2014

    • Author(s)
      O.Takakuwa, Y.Mano and H.Soyama
    • Organizer
      ASME 2014 Pressure Vessels & Piping Conference
    • Place of Presentation
      アナハイム,アメリカ
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-24
  • [Presentation] 円孔を有するジュラルミン板の疲労強度における機械的表面処理の影響2014

    • Author(s)
      祖山 均,武尾文雄
    • Organizer
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      福島大学,福島
    • Year and Date
      2014-07-19 – 2014-07-21
  • [Presentation] キャビテーションピーニングを用いた残留応力改善によるステンレス鋼の水素脆化抑止2014

    • Author(s)
      祖山均,髙桑脩
    • Organizer
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      福島大学,福島
    • Year and Date
      2014-07-19 – 2014-07-21
  • [Presentation] オーステナイト系ステンレス鋼の水素侵入に及ぼす表面応力の影響とその相互作用2014

    • Author(s)
      髙桑 脩,眞野 優太,祖山 均
    • Organizer
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      福島大学,福島
    • Year and Date
      2014-07-19 – 2014-07-21
  • [Presentation] ピーンフォーミングによるキャビテーション噴流の加工能力の評価2014

    • Author(s)
      祖山均,森谷友紀
    • Organizer
      2013年度ウォータージェット技術年次報告会
    • Place of Presentation
      鹿島技術研究所,東京
    • Year and Date
      2014-05-23 – 2014-05-23
  • [Presentation] キャビテーションピーニングによるTi-6Al-4V ELI合金製脊椎固定器具の耐久性向上2014

    • Author(s)
      髙桑脩,祖山均,仲井正昭,成田健吾,新家 光雄
    • Organizer
      ショットピーニング技術
    • Place of Presentation
      明治大学,東京
    • Year and Date
      2014-05-22 – 2014-05-22
  • [Book] 水素利用技術集成Vol. 42014

    • Author(s)
      岡野,井関,阿部,児玉,郷右近,中村,伊藤,市川,高野,池田,秋葉,笠井,中西寛,W.A.Dino,三浦,佐原,水関,M.H.F.Sluiter,大野,川添,星野,高野,横堀,大見,祖山,高桑,亀川,岡田,佐藤,久慈,島,侯,池田,高木,大友,折茂,西宮,駒口,菅原,庄野,斉藤,藤田,山口,伊藤,井上,大平,李
    • Total Pages
      332(9)
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
  • [Remarks] 科学研究費補助金 基盤研究(B)に関する報告

    • URL

      http://www.mm.mech.tohoku.ac.jp/menu12/index2.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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