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ショットピーニングにて発現する特異現象を用いた表面組織制御の指導原理の究明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02455
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

佐藤 尚  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402649)

研究分担者 本塚 智  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30585089)
渡邉 義見  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50231014)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
キーワードショットピーニング / 相変態 / 集合組織 / 巨大ひずみ加工 / 電磁鋼板 / 磁性
研究開始時の研究の概要

Fe-Ni合金へのショットピーニング(SP)では特異な逆変態や特異な集合組織の形成が生じるが,これらの発現要因は分かっていない.本研究では,SPによる加工の特徴に着目し,SPの学術的素性の究明を試みる.その際,「SP加工表面組織変化のモデル化」,「SPにて生じる圧縮残留応力と相変態挙動の関係」および「SPにて形成する集合組織および集合組織形成過程」について明らかにし,SPによる表面組織制御技術の指導原理を究明する.

研究成果の概要

ショットピーニング(SP)に伴う加工表面近傍の相変態メカニズムおよび集合組織形成過程について調査した.Fe合金にSPを施すとSPで生じる圧縮残留応力に起因して相変態温度が変化し,Fe-33%Ni合金の場合は逆変態が発生することが分かった.また,SPに伴う塑性変形は単軸圧縮変形が支配的であり,それに応じた繊維集合組織が形成する.さらに,純FeへのSPと熱処理は無方向性電磁鋼板と同じ{001}繊維集合組織の形成が可能であることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ショットピーニング(SP)にて生じる圧縮残留応力がFe合金へのSPに伴う相変態挙動に及ぼす影響について明らかにし,SPにて生じる逆変態の発現要因を見出した.また,SPに伴う塑性変形は単軸圧縮変形が支配的であり,それに伴って繊維集合組織が形成することも明らかにした.さらに,純FeへのSPと熱処理で無方向性電磁鋼板と同等の結晶学的集合組織を得ることが出来ることを見出し,新たな無方向性電磁鋼板の製造技術として利用できることを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 11件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Crystallographic texture and applications of pure Cu formed by shot peening2022

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Yuya Ito, Golap Kalita, Yoshimi Watanabe
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi B

      巻: Online先行公開 号: 9

    • DOI

      10.1002/pssb.202100550

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Peening Direction on Reverse Transformation Induced by Shot-Peening for Fe-33%Ni Alloy2021

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Takuto Tominaga, Tadachika Chiba, Tomokazu Moritani, Yoshimi Watanabe
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 1016 ページ: 1252-1257

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.1016.1252

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of lubricant milling aids on the recrystallization behavior and magnetic properties of ball-milled iron powders having (0 0 1) fiber texture for soft magnetic composite2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Motozuka, Yuki Mako, Hisashi Sato, Hirofumi Hojo, Yasuo Okazaki
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 521 ページ: 167548-167548

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2020.167548

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial effect between graphite and iron substrate on basal plane orientation and lubricity of graphite2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Motozuka, Hisashi Sato, Yuji Muramatsu, Masahiko Morinaga
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 151 ページ: 106455-106455

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2020.106455

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 純Cuへのショットピーニングに伴う集合組織形成過程2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚,伊藤祐哉,成田麻未,森谷智一,渡辺義見
    • 学会等名
      日本金属学会 2022年春期(第170回)講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of volume change by phase transformation on reverse transformation induced by shot-peening for Fe alloys2022

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Takuto Tominaga, Tomokazu Moritani, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Martensitic Transformation (ICOMAT2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 純Cuへのショットピーニングに伴う結晶学的集合組織の形成過程2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤祐哉,佐藤尚,成田麻未,森谷智一,渡辺義見
    • 学会等名
      材料フォーラムTOKAI
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Fe-33%Ni合金およびFe-28%Ni-20%Co合金へのショットピーニングに伴う相変態温度の変化2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚,櫻井彩香,森谷智一,渡辺義見
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第182回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Formation process of crystallographic texture in pure Cu deformed by shot-peening2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Ito, Hisashi Sato, Mami Mihara-Narita, Tomokazu Moritani and Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Advanced Functional Materials (ICAFM 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of peening direction on reverse transformation induced by shot-peening for Fe-33%Ni alloy2021

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Takuto Tominaga, Tadachika Chiba, Tomokazu Moritani, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials: Processing, Fabrication, Properties, Applications (Thermec' 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ショットピーニングで形成する純鉄の集合組織に及ぼす潤滑剤の影響2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚,三井陽平,石黒雄大,成田麻未,森谷智一,渡辺義見,本塚智
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第181回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effects of volume change by phase transformation on reverse transformation induced by shot-peening for Fe alloys2021

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Takuto Tominaga, Tomokazu Moritani, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      16th International Conference on Martensitic Transformation (ICOMAT2021)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of strain-induced cyclic transformation on microstructure around peened surface of SUS304 austenitic stainless steel2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakagawara, Hisashi Sato, Tomokazu Moritani, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      16th International Conference on Martensitic Transformation (ICOMAT2021)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of peening direction on reverse transformation induced by shot-peening for Fe-33%Ni alloy2021

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Takuto Tominaga, Tadachika Chiba, Tomokazu Moritani, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (Thermec 2021)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 純Cuへのショットピーニングによる変形集合組織の形成挙動2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤祐哉,佐藤尚,渡辺義見
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 東海支部 第30回学生による材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 集合組織を有する鉄粉の再結晶過程の解明2020

    • 著者名/発表者名
      本塚智,佐藤尚
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第180回秋季講演大会シンポジウム 令和2年度第1回iMATERIA研究会 鉄鋼のミクロ組織要素と特性の量子線解析研究会 最終報告会 「量子ビームを用いた組織解析に基づく特性予測の進歩」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fe合金へのショットピーニングで生じる相変態に及ぼすマルテンサイト相残留 応力の影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚,冨永拓人,森谷智一,渡辺義見
    • 学会等名
      日本金属学会 2020年秋期講演(第167回)大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 純鉄へのショットピーニングにて形成する集合組織に及ぼす投射条件の影響2020

    • 著者名/発表者名
      石黒雄大,佐藤尚,森谷智一,渡辺義見,本塚智
    • 学会等名
      日本金属学会 2020年秋期講演(第167回)大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Al3Ti particle shape on its fragmentation behavior by severe plastic deformation for Al-Al3Ti composite2020

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Sarath Babu Duraisamy, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      4th International Conference on Advanced Composite Materials (ICACM 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 純鉄へのショットピーニングにて形成する結晶学的集合組織2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚, 石黒雄大, 森谷智一, 渡辺義見, 本塚智
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第179回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Novel microstructural controlling technique on surface of Fe alloys by using shot-peening2019

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato
    • 学会等名
      The 3rd FRIMS International Symposium on Frontier Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystallographic texture induced by shot-peening for pure iron2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Ishiguro, Hisashi Sato, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      The 3rd FRIMS International Symposium on Frontier Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface modification of SUS 304 austenitic stainless steel by strain-induced cyclic transformation2019

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakagawara, Hisashi Sato, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      The 3rd FRIMS International Symposium on Frontier Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 正あるいは負の体積変化を伴うマルテンサイト変態に及ぼすショットピーニングの影響2019

    • 著者名/発表者名
      冨永拓人,佐藤尚,森谷智一,渡辺義見
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会・日本金属学会 東海支部 第29回学生による材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Ni-Co合金へのショットピーニングにて生じる相変態挙動2019

    • 著者名/発表者名
      冨永拓人,佐藤尚,渡辺義見
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 2019年(第178回秋季講演大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Ni合金へのショットピーニングで生じる逆変態に及ぼす投射方向の影響2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚,冨永拓人,知場三周,渡辺義見
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 2019年(第178回秋季講演大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Crystallographic fiber texture formed by shot-peening and heat treatment for pure iron2019

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Yudai Ishiguro, Satoshi Motozuka, Tadachika Chiba, Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      7th International Conference on Recrystallization and Grain Growth (ReX&GG 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 「次世代EV/HEV用モータの高出力化と関連材料の開発」,第3章第5節2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤 尚,本塚 智
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048692
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 面内無方向性電磁金属板及びその製造方法2020

    • 発明者名
      佐藤尚,渡辺義見,石黒雄大,伊藤祐哉,本塚智
    • 権利者名
      名古屋工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-181654
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 無方向性電磁金属板及びその製造方法2019

    • 発明者名
      佐藤尚,石黒雄大,伊藤祐哉,渡辺義見,本塚智
    • 権利者名
      名古屋工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-198282
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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