2014 Fiscal Year Research-status Report
疲労最弱部に行う切削摩擦加工法でのナノ結晶粒層創生と局部残留応力制御
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26420035
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| Research Institution | Oita National College of Technology |
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Principal Investigator |
薬師寺 輝敏 大分工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90210228)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 摩擦加工 / 微細結晶粒 / 疲労強度 / 残留応力 / 強歪加工 / 応力集中 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
疲労き裂は多くの場合表面を起点として発生するため，表面の加工層は疲労強度に対して大きな影響を及ぼす．CNC旋盤を用いた表面強ひずみ加工である摩擦加工によって，S45C調質材1）及び焼鈍し材またTi-6Al-4V合金において，疲労強度が大幅に改善されることを確かめた．しかし，実際の機械部品を強化するには，疲労破壊の起点となる応力集中部を強化する摩擦加工技術を開発することが要求される．そこで本研究ではSCM435調質材を用い，V溝切欠き部分を摩擦加工で強化することを試みた．その結果，摩擦加工を施した材料の切欠き部の硬さは素材の約2.7倍である820Hvまで向上し，最表面から100μm付近まで摩擦加工の影響を受けている加工層が確認できた．摩擦加工により，切欠き材の疲労限度が約68%向上し，平滑材よりもむしろ切欠き材のほうが摩擦加工の効果が大きくなった．このことから摩擦加工は応力集中部の疲労強度向上に有効であることが明らかになった．このことは，2014年９月に行われた日本機会学会九州支部大分講演会において発表した．摩擦加工部分における残留応力の測定に関しては，2014年３月に理学㈱の全自動水平型多目的Ｘ線回折装置を導入し測定技術を蓄積している．また，結晶粒の観察では，ＥＤＳ／ＷＤＳ／ＥＢＳＤ複合システムを備えた電界放出形走査電子顕微鏡（ＪＳＭ－７１００Ｆ）を導入し，微細結晶粒の測定を行っている．
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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
・V溝切欠き部に摩擦加工して，疲労強度を大幅に上昇させることに成功し，成果を公表した．
・X線による残留応力測定について環境を整えた
・新しい摩擦加工治具の設計については今後行う．
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| Strategy for Future Research Activity |
・X線残留応力の測定ノウハウを蓄積し，応力集中部分の測定が可能になるようにする．
・新しい摩擦加工治具を考案し，曲げを加えながら摩擦加工が行えるようにする．
・曲げを加えながら摩擦加工した場合の残留応力生成について検討し，効率的に圧縮残留応力を付与できる技術を確立する．
・疲労試験中の残留応力の推移を調査し疲労強度向上に有効に寄与する成分を確認する．
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| Causes of Carryover |
特に意識して次年度使用目的に残したわけではなく，購入品の経費見積よりも実際の納入価格が安かったため生じた残額である．少額であるが，来年度有効に使用したい．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残額7603円の使用計画はこれ自身では少額すぎるので今年度請求分と合わせて，論文投稿料として支出したい．
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