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ガスブローIH窒化によるチタン合金の短時間改質メカニズムの解明と高機能化

Research Project

Project/Area Number 18J10220
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionKeio University
Research Fellow 武末 翔吾  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords窒化 / 高周波誘導加熱 / 微粒子ピーニング / チタン合金 / 耐摩耗性 / 疲労特性
Outline of Annual Research Achievements

本申請研究は,申請者らが開発した,チタン合金を従来の手法と比較して極短時間で窒化可能な「ガスブロー高周波誘導加熱(Induction heating:IH)窒化」について,この処理により短時間で窒化が実現されるメカニズムの検討およびこの処理を援用することによるチタン合金の短時間での耐摩耗性と疲労特性の向上を目的としている.
本年度は主に,ガスブローIH窒化を援用することによるチタン合金の短時間での耐摩耗性と疲労特性の向上について研究を行った.まずガスブローIH窒化を施したチタン合金の耐摩耗性と疲労特性に及ぼす窒化層の影響について検討し,被処理材の特性を決定する要因について検討した.その結果,高温でガスブローIH窒化を施した際に生じる結晶粒の粗大化が疲労特性を低下させる要因となることが明らかになった.この処理中に生じる結晶粒粗大化を抑制するため,ガスブローIH窒化の低温化の手法について検討した.その結果,予め微粒子ピーニング(Fine particle peening:FPP)を施し,表面近傍の結晶粒を微細化させることにより,ガスブローIH窒化の際に窒素拡散が促進され,結晶粒粗大化が生じない低温でも窒化層が形成できることが明らかになった.また,このように低温で処理を施した場合でも,チタン合金の耐摩耗性は向上することが示された.
上述した,本年度得られた研究成果は,ガスブローIH窒化により,従来の手法と比較して極短時間でチタン合金の耐摩耗性のみならず,疲労特性も向上できる可能性を示すものである.これにより,航空機などチタン合金が使用される機械システムの性能や安全性の向上に寄与することができ,工業的に極めて有意義な成果が得られたといえる.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of pre-treatment with fine particle peening on surface properties and wear resistance of gas blow induction heating nitrided titanium alloy2019

    • Author(s)
      Takesue Shogo、Kikuchi Shoichi、Akebono Hiroyuki、Misaka Yoshitaka、Komotori Jun
    • Journal Title

      Surface and Coatings Technology

      Volume: 359 Pages: 476-484

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2018.11.088

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface Properties of Intermetallic Compound Layer Formed on Titanium Alloy by AIH-FPP (Atmospheric Controlled Induction Heating Fine Particle Peening) Treatment2018

    • Author(s)
      Takesue Shogo、Saito Shuya、Komotori Jun、Misaka Yoshitaka、Kawasaki Kazuhiro
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 59 Issue: 9 Pages: 1452-1457

    • DOI

      10.2320/matertrans.h-m2018832

      10.2320/matertrans.H-M2018832

    • NAID

      130007439875

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of the Nitrogen Diffusion Layer Formed by Gas Blow Induction Heating Nitriding on Wear Resistance and Fatigue Properties of Titanium Alloy2018

    • Author(s)
      Takesue Shogo、Kikuchi Shoichi、Akebono Hiroyuki、Komotori Jun
    • Journal Title

      Proceedings

      Volume: 2 Pages: 409-409

    • DOI

      10.3390/icem18-05285

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effect of the nitrogen diffusion layer formed by gas blow induction heating nitriding on wear resistance and fatigue properties of titanium alloy2018

    • Author(s)
      Takesue Shogo、Kikuchi Shoichi、Akebono Hiroyuki、Komotori Jun
    • Organizer
      18th International Conference on Experimental Mechanics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of nozzle distance on nitriding behavior of titanium alloy by gas blow induction heating nitriding2018

    • Author(s)
      Takesue Shogo、Jun Komotori、Yoshitaka Misaka、Kazuhiro Kawasaki
    • Organizer
      25th Congress of International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 所属研究室ホームページ

    • URL

      http://komotori.sakura.ne.jp/mech/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2019-12-27  

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