| 研究課題/領域番号 |
18H03834
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
千葉 晶彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00197617)
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| 研究分担者 |
小泉 雄一郎 大阪大学, 工学研究科, 教授 (10322174)
山中 謙太 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (30727061)
青柳 健大 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90636044)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 33,150千円 (直接経費: 25,500千円、間接経費: 7,650千円)
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| キーワード | 金属積層造形 / 電子ビーム積層造形 / 高温材料 / ニッケル基超合金 / 粉末床溶融結合方式 / 高温割れ / 溶接困難材料 / インコネル713C合金 / 溶接困難合金 / インコネル713ELC / インコネル713C / Alloy713ELC / Ni基超合金 / ３Dプリンタ / 金属材料学 / 金属組織制御 / 3Dプリンタ |
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| 研究成果の概要 |
PBF-EBで製造された溶接困難超合金のGB割れは、機械的および組成的効果を含む複数の要因の相互作用の影響を受ける。
本研究は機械学習に基づく方法を適用して、lloy713ELCの高次元PBF-EBパラメーター空間を最適化した。最適化されたサンプルの亀裂傾向は、熱機械分析によって定義および計算された準全塑性ひずみ指数（QTPSI）を使用してランク付けできることを示した。溶接可能な超合金Alloy718と比較することにより、非溶接性はその熱膨張効果に大きく起因する。この熱膨張効果と液化効果およびひずみ時効割れ効果の組み合わせにより、Alloy713ELCの非溶接性の本質的な原因が明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
溶接不可能な超合金をPBF-EBで造形することは広く研究されてきたが、GBクラッキングのメカニズムは不明であった。凝固割れのメカニズムは詳細に研究されているが、PBF-EBプロセスの高次元プロセスパ ラメータ空間とスキャン戦略が複雑であるため、GBクラッキングを引き起こす機械的効果についての詳細な理解が不足している。本研究は、機械学習に基づく方法を適用して、Alloy713ELCの高次元PBF-EBパラメーター空間を最適化した。本研究によりき裂のない多くのPBF-EB造形造形物の製造が可能になった。本研究によって金属積層造形による難溶接性のニッケル基超合金でも欠陥き裂の無い造形が可能になった。
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