• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

磁歪振動キャビテーションを利用した表面改質(疲労強度の向上を目指して)

研究課題

研究課題/領域番号 11650737
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関福井大学

研究代表者

服部 修次  福井大学, 工学部, 教授 (00143933)

研究分担者 伊藤 隆基  福井大学, 工学部, 助手 (40242581)
前川 紀英  福井大学, 工学部, 助手 (20262610)
飯井 俊行  福井大学, 工学部, 助教授 (10313727)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード表面改質 / キャビテーション / 疲労 / 磁歪振動 / クッション効果 / ステンレス鋼 / 鉄鋼
研究概要

本研究では、ショットピーニング効果の高いとされている軟質材料のうち、一般構造用圧延鋼材のSS400と、加工硬化性の高いオーステナイト系ステンレス鋼SUS304を用いて磁歪振動キャビテーションによる表面処理の疲労強度向上について検討した。最初に両材料のキャビテーションによる残留応力の発生について検討したところ、キャビテーションによる表面処理を施すと潜伏期間中に圧縮残留応力が増加し、その値は-190〜-290MPaとなることが分かり、潜伏期間中のある時間までキャビテーションを付与すれば疲労強度が向上することが期待された。そこで、平面曲げ疲労試験機により、平滑材と円孔切欠き材の疲労試験を行い、その結果SS400のような腐食しやすい鉄鋼材料ではキャビテーション処理を施した際に、金属表面に腐食ピットが形成され、その部分からき裂が発生するために疲労強度向上があまり見られなかった。一方、耐食性の良いSUS304の平滑材、切欠き材ではキャビテーション処理によって疲労限度が約15%向上した。また、キャビテーション処理が疲労き裂の発生もしくは進展に影響しているかを調べるために、SUS304切欠き材のき裂進展を測定したところ、未処理材ではゆっくりとき裂が進展するのに対して、処理材では一気にき裂が進展した。従って、キャビテーション処理はき裂の発生を大きく抑制していると考えられた。さらに、ショットピーニングできないU溝を施した試験片を用いて引張圧縮疲労試験を行い、同様にキャビテーション処理による効果について検討したところ、疲労寿命が約4倍に延びることが分かった。しかし、気泡によるクッション効果の影響で結果にばらつきがみられ、そのようなクッション効果を防ぐことができればさらに疲労寿命を向上させることができると期待される。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] 服部修次,北嶋真,飯井俊行: "キャビテーションによる鉄鋼材料の疲労強度の向上"キャビテーションに関するシンポジウム(第10回). 31-34 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北嶋真,服部修次: "キャビテーションによるステンレス鋼の疲労強度の向上"第25回疲労シンポジウム. 138-141 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shuji Hattori, Makoto Kitajima, Toshiyuki Meshii: "10th symposium on cavitation"Improvement in fatigue strength of steels by cavitation bubble collapse pressures. 31-34 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Kitajima, Shuji Hattori: "25th symposium on fatigue"Improvement in fatigue strength of stainless steels by cavitation bubble collapse pressures. 138-141 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 服部修次,北嶋真,飯井俊行: "キャビテーションによる鉄鋼材料の疲労強度の向上"キャビテーションに関するシンポジウム(第10回). 31-34 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 北嶋真,服部修次: "キャビテーションによるステンレス鋼の疲労強度の向上"第25回疲労シンポジウム. 138-141 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 服部修次 北嶋真 飯井俊行: "キャビテーションによる鉄鋼材料の疲労強度の向上"キャビテーションに関するシンポジウム(第10回). 31-34 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

URL: 

公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi