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マルテンサイト相の増えない環境でも使えるステンレス鋼の疲労劣化診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06386
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関京都大学

研究代表者

木下 勝之  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (80325240)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード非破壊評価 / 疲労 / ステンレス鋼 / 磁性 / 表面改質層 / 計測工学
研究成果の概要

本課題では,オーステナイト系ステンレス鋼表面に生成した表面改質層センサを用いて,マルテンサイト相の発生しにくい温度域でも使える疲労劣化センシングシステムの開発を行った.設計可能な表面改質層センサを開発するため,ショットピーニングを用いた生成方法を検討し,設計条件を明らかにした.さらに,疲労試験を行い,疲労センサとして使用可能なことを確かめた.また,加熱装置付き疲労試験機を開発し,マルテンサイト相発生量が減少する温度で試験した結果,同じ繰り返し数ならば室温付近と同程度の出力が得られることがわかった.さらに,より精密な表面改質層センサの理論モデルの構築,疲労度予測法や基本特性の評価技術を開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により,表面改質層センサの設計条件が明らかになるとともに,疲労センサとして利用できることも確認できたため社会の安全に貢献できる.また,本研究で開発した表面改質層センサの理論モデルやSUS304鋼の硬さ非接触評価法などは,他の磁性複合材料やショットピーニングの性能評価にも応用可能である.さらに,これまでSUS304鋼の磁気特性が繰り返し変形とともに変化することを示す研究は見られたが,それを応用した疲労度予測法はなかったので,それを開発した点は学術的にも社会的にも意義がある.

報告書

(8件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2021 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Inherent Magnetic Sensor for Estimation of Fatigue Damage in Type 304 Stainless Steel2023

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Kinoshita
    • 雑誌名

      Journal of nondestructive evaluation, diagnostics and prognostics of engineering systems

      巻: 6 号: 1 ページ: 011001-8

    • DOI

      10.1115/1.4054892

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of magnetic properties in ferromagnetic martensite particle using type 304 stainless steel wire2020

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita K.
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 号: 1 ページ: 015313-015313

    • DOI

      10.1063/1.5131048

    • NAID

      120006892040

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Refinement of the magnetic composite model of type 304 stainless steel by considering misoriented ferromagnetic martensite particles2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Kinoshita
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 7 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4974068

    • NAID

      120005973274

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] SUS304鋼のき裂進展挙動に及ぼす表面仕上げの影響2021

    • 著者名/発表者名
      村山太郎,木下勝之,今谷勝次
    • 学会等名
      材料学会第7回材料week若手学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of magnetic properties in ferromagnetic martensite particle using type 304 stainless steel wire2019

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita K.
    • 学会等名
      64th annual conference on magnetism and magnetic materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FEM解析によるSUS304鋼の曲げ特性に対する表面改質層の影響メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      中西亮太, 原健太郎, 木下勝之, 今谷勝次
    • 学会等名
      日本材料学会若手学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉末図形法を用いたSUS304鋼のマルテンサイト相可視化における最適な励磁条件の検討2018

    • 著者名/発表者名
      華江良輔,木下勝之,首藤正樹,今谷勝次
    • 学会等名
      日本AEM学会第27回MAGDAコンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SUS304鋼の力学的特性に与える表面改質層の影響2018

    • 著者名/発表者名
      原健太郎,木下勝之,今谷勝次
    • 学会等名
      日本材料学会関西支部若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SUS304 鋼の曲げ特性に与える表面仕上げの影響2017

    • 著者名/発表者名
      原健太郎,木下勝之,安部正高,今谷勝次
    • 学会等名
      日本材料学会 材料シンポジウム(若手学生研究発表会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SUS304鋼のマルテンサイト組織の可視化と磁気特性の解析2016

    • 著者名/発表者名
      冨本雄介,木下勝之
    • 学会等名
      第25回MAGDAコンファレンスin桐生
    • 発表場所
      群馬県桐生市
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Refinement of the magnetic composite model of type 304 stainless steel by considering misoriented ferromagnetic martensite particles2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Kinoshita
    • 学会等名
      61st Annual conference on magnetism and magnetic materials
    • 発表場所
      New orleans, Louisiana
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2024-01-30  

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