硬質皮膜を利用した高疲労強度部材の創製とその疲労寿命予測法の開発

• 研究課題/領域番号: 22860066
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 菊池 将一 立命館大学, 理工学部, 助教 (80581579)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,496千円 (直接経費: 1,920千円、間接経費: 576千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,196千円 (直接経費: 920千円、間接経費: 276千円)
• キーワード: 疲労 / 表面処理 / ギガサイクル疲労

研究概要

本研究の目的は,硬質皮膜創製手法の提案とその形成メカニズムの解明,および金属材料の超高サイクル疲労特性に及ぼす硬質皮膜被覆処理の影響評価である.硬質被覆材に対して疲労試験を行った結果,表面皮膜の種類により疲労強度は変化した.これは,皮膜の組成や厚さによって疲労破壊モードが変化したためである.この要因について基材に負荷される曲げ応力分布に注目して検討を加え,表面皮膜被覆材の疲労破壊メカニズムを明らかとした.

研究成果

• [雑誌論文] Effect of fine particle peening on oxidation resistance of austenitic stainless steel (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 巻: 6巻(印刷中)
  • NAID: 130002072501
  • 査読あり
• [雑誌論文] AIH-FPP/ガス窒化複合表面処理によるS45C鋼の高硬さ化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(福岡隆弘)
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 76巻(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] オーステナイト系ステンレス鋼(SUS316)の疲労特性に及ぼす微粒子ピーニング/ガス窒化複合表面処理の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 雑誌名: 材料 巻: (未定)(印刷中)
  • NAID: 130002084911
  • 査読あり
• [雑誌論文] IH-FPP処理システムを利用した微細結晶粒・高硬さ表面の創製と鋼の疲労特性に及ぼすその効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田翼, 菊池将一, 小茂鳥潤, 深沢剣吾, 三阪佳孝, 川嵜一博
  • 雑誌名: 材料 巻: 60 ページ: 1091-1096
  • NAID: 130002085176
  • 査読あり
• [雑誌論文] アルミニウム合金の超高サイクル域回転曲げ疲労特性に及ぼすめっきおよび溶射の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村裕紀, 酒井達雄, 菊池将一, 平野秀夫, 戸本隆道
  • 雑誌名: 設計工学 巻: 8 ページ: 60-67
  • NAID: 10029323878
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微粒子ピーニングを施した純鉄のプラズマ窒化挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一, 福岡隆弘, 小茂鳥潤
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A編 巻: 77 ページ: 1367-1377
  • NAID: 130001049802
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微粒子ピーニングを施したSCM435H鋼の残留応力と疲労特性に及ぼす基材および投射粒子硬さの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一, 廣田遥, 小茂鳥潤
  • 雑誌名: 材料 巻: 60 ページ: 547-553
  • NAID: 130000861083
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機械構造用炭素鋼S45Cの表面性状と疲労特性に及ぼす旋削切込み量の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村裕紀, 井上裕介, 望田修也, 山本泰三, 國分昭雄, 菊池将一, 酒井達雄
  • 雑誌名: 材料試験技術 巻: 56 ページ: 81-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機械構造用炭素鋼S45Cの表面性状と疲労特性に及ぼす旋削切込み量の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(中村裕紀)
  • 雑誌名: 材料試験技術 巻: 56巻 ページ: 81-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微粒子ピーニングを施したＳＣＭ４３５Ｈ鋼の残留応力と疲労特性に及ぼす基材および投射粒子硬さの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 雑誌名: 材料 巻: 60 号: 6 ページ: 547-553
  • DOI: 10.2472/jsms.60.547
  • NAID: 130000861083
  • ISSN: 0514-5163, 1880-7488
  • 査読あり
• [雑誌論文] 雰囲気制御ＩＨ‐ＦＰＰ処理による改質層形成機構に及ぼす投射粒子の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(福岡隆弘)
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 75 号: 7 ページ: 372-378
  • DOI: 10.2320/jinstmet.75.372
  • NAID: 10029368726
  • ISSN: 0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微粒子ピーニングによる表面改質の最新動向 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(小茂鳥潤)
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: 56巻 ページ: 489-495
  • NAID: 10029509997
• [雑誌論文] 微粒子ピーニングを施した純鉄のプラズマ窒化挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ａ編 巻: 77 号: 780 ページ: 1367-1377
  • DOI: 10.1299/kikaia.77.1367
  • NAID: 130001049802
  • ISSN: 0387-5008, 1884-8338
  • 査読あり
• [雑誌論文] アルミニウム合金の超高サイクル域回転曲げ疲労特性に及ぼすめっきおよび溶射の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(中村裕紀)
  • 雑誌名: 設計工学 巻: 8巻 ページ: 60-67
  • NAID: 10029323878
  • 査読あり
• [雑誌論文] ＩＨ－ＦＰＰ処理システムを利用した微細結晶粒・高硬さ表面の創製と鋼の疲労特性に及ぼすその効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(原田翼)
  • 雑誌名: 材料 巻: 60 号: 12 ページ: 1091-1096
  • DOI: 10.2472/jsms.60.1091
  • NAID: 130002085176
  • ISSN: 0514-5163, 1880-7488
  • 査読あり
• [雑誌論文] ピーニングにおける鋼の微視組織変化に及ぼす粒子寸法の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一, 廣田遥, 小茂鳥潤
  • 雑誌名: 砥粒加工学会誌 巻: 54 ページ: 720-724
  • NAID: 10027459110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of hardness ratio on plastic dissipation in fine particle peening (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Omiya, S. Kikuchi, Y. Hirota and J. Komotori
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 巻: 4 ページ: 1585-1594
  • NAID: 130000420987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of pneumatic fine particle peening process by using a high-speed-camera (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(伊藤達也)
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics B 巻: Vol.24 ページ: 3047-3052
  • 査読あり
• [雑誌論文] 雰囲気制御IH-FPP処理による構造用鋼(S45C)の表面改質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(伊藤達也)
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 74巻 ページ: 533-539
  • NAID: 10026513302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of hardness ratio on plastic dissipation in fine particle peening (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一(大宮正毅)
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 巻: Vol.4 ページ: 1585-1594
  • NAID: 130000420987
  • 査読あり
• [雑誌論文] ピーニングにおける鋼の微視組織変化に及ぼす粒子寸法の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 雑誌名: 砥粒加工学会誌 巻: 54巻 ページ: 720-724
  • NAID: 10027459110
  • 査読あり
• [学会発表] Creation of high fatigue strength steel by hybrid surface modification using a fine particle peening (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi
  • 学会等名: 5th German-Japanese Symposium on Nanostructures and 5th International Symposium on Nanostructures(OZ-12)
  • 発表場所: ウェンデンドイツ
  • 年月日: 2012-03-05
• [学会発表] Creation of high fatigue strength steel by hybrid surface modification using a fine particle peening (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 学会等名: 5th German-Japanese Symposium on Nanostructures and 5th International Symposium on Nanostructures (OZ-12)
  • 発表場所: ウェンデン(ドイツ)
  • 年月日: 2012-03-05
• [学会発表] AIH-FPP/窒化複合表面処理による炭素鋼表面の高硬さ化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福岡隆弘
  • 学会等名: 日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Very high cycle fatigue properties of extruded low flammability magnesium alloy in rotating bending (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 学会等名: The 2nd China-Japan Joint Symposium on Fatigue of Engineering Materials and Structures
  • 発表場所: 成都(中国)
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Coaxing effect of SCM435 steels with different hardness under rotating bending in high cycle regime (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田誠
  • 学会等名: The 2nd China-Japan Joint Symposium on Fatigue of Engineering Materials and Structures
  • 発表場所: 成都(中国)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] High cycle fatigue behavior of bulk amorphous alloy (Zr55Al10Ni5Cu30) in rotating bending (2011)
  • 著者名/発表者名: 張艶斌
  • 学会等名: The 2nd China-Japan Joint Symposium on Fatigue of Engineering Materials and Structures
  • 発表場所: 成都(中国)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] A study on very high cycle fatigue properties of high cleanliness spring steel (SWOSC-V)in rotating bending (2011)
  • 著者名/発表者名: 丹治直之
  • 学会等名: The 2nd China-Japan Joint Symposium on Fatigue of Engineering Materials and Structures
  • 発表場所: 成都(中国)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] Effect of Fine Particle Peening on Oxidation Resistance of Austenitic Stainless Steel (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi, Y. Yasutake, J. Komotori
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011
  • 発表場所: 神戸国際コンベンションセンター兵庫県
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Effect of Fine Particle Peening on Oxidation Resistance of Austenitic Stainless Steel (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011
  • 発表場所: 神戸国際コンベンションセンター(兵庫県)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] アルミニウム合金の超高サイクル域回転曲げ疲労特性に及ぼすアルマイト皮膜厚さの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村裕紀, 望田修也, 菊池将一, 酒井達雄
  • 学会等名: 日本機械学会M & M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学福岡県
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] SCM435鋼の超高サイクル回転曲げ疲労試験におけるコーキシング効果に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田誠
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] 高清浄度弁ばね鋼の超高サイクル回転曲げ疲労特性に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丹治直之
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] アルミニウム合金の超高サイクル域回転曲げ疲労特性に及ぼすアルマイト皮膜厚さの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村裕紀
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] A study on very high cycle fatigue property of low flammability magnesium alloy in rotating bending and axial loading (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 学会等名: 5th International Conference on Very High Cycle Fatigue
  • 発表場所: ベルリン(ドイツ)
  • 年月日: 2011-06-28
• [学会発表] 超長寿命域における高清浄度弁ばね鋼SWOSC-Vの内部起点型疲労破壊に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丹治直之
  • 学会等名: 2011年度春季ばね及び復元力応用講演会
  • 発表場所: 名古屋市中小企業振興会館(愛知県)
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Improvement of Fatigue Strength of Steel by Hybrid Surface Modification Using a Fine Particle Peening (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi
  • 学会等名: 4th German-Japanese Symposium on Nanostructures and 5th International Symposium on Nanostructures(OZ-11)
  • 発表場所: 立命館大学滋賀県
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Improvement of Fatigue Strength of Steel by Hybrid Surface Modification Using a Fine Particle Peening (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 学会等名: 4th International Symposium on Nanostructures
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] 回転曲げおよび軸荷重下における難燃性マグネシウム合金の超長寿命疲労特性の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 二宮哲章
  • 学会等名: 第25回信頼性シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] SUS316鋼の疲労特性に及ぼす微粒子ピーニング/低温ガス窒化複合表面改質の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中原康仁, 土橋孝治, 菊池将一, 小茂鳥潤
  • 学会等名: 第30回疲労シンポジウム
  • 発表場所: 高知城ホール高知県
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] SUS316鋼の疲労特性に及ぼす微粒子ピーニング/低温ガス窒化複合表面改質の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中原康仁
  • 学会等名: 第30回疲労シンポジウム
  • 発表場所: 高知城ホール(高知県)
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 雰囲気制御IH-FPP処理による改質層形成機構に及ぼす投射粒子の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福岡隆弘
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期(第147回)大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 回転曲げおよび軸荷重下におけるマグネシウム合金の超長寿命疲労特性の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 二宮哲章
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼(SUS316)の耐酸化性に及ぼす微粒子ピーニングの効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安武祐次郎, 菊池将一, 小茂鳥潤
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学愛知県
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 微粒子ピーニングを施した純鉄およびSCM435H鋼の窒化挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一, 小茂鳥潤
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学愛知県
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 微粒子ピーニングを施した純鉄およびSCM435H鋼の窒化挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼(SUS316)の耐酸化性に及ぼす微粒子ピーニングの効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安武祐次郎
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 鋼の微視組織変化に及ぼすピーニング投射粒子寸法の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一, 廣田遥, 小茂鳥潤
  • 学会等名: 2010年度砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学岡山県
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] 機械構造用炭素鋼S45Cの疲労特性に及ぼす旋削条件の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村裕紀
  • 学会等名: 2010年度砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] 鋼の微視組織変化に及ぼすピーニング投射粒子寸法の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊池将一
  • 学会等名: 2010年度砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] 微粒子ピーニングを施したオーステナイト系ステンレス鋼における窒化層形成機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土橋孝治
  • 学会等名: 日本材料学会 第59期学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] IH-FPP処理による微細結晶粒・高硬さ表面の創製と同処理による鋼の高疲労強度化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原田翼
  • 学会等名: 日本材料学会 第59期学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 雰囲気制御IH-FPP処理による改質層形成機構の解明と鋼の耐食性改善 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福岡隆弘
  • 学会等名: 第69回(平成22年春季)日本熱処理技術協会講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2010-05-12
• [備考]
  • URL: http://research-db.ritsumei.ac.jp/Profiles/76/0007521/profile.html
• [備考]
  • URL: http://research-db.ritsumei.ac.jp/Profiles/76/0007521/profile.html
• [産業財産権] 表面処理装置及び表面処理方法 (2010)
  • 発明者名: 原田翼, 菊池将一, 小茂鳥潤, 深沢剣吾, 三阪佳孝, 川嵜一博
  • 権利者名: 原田翼, 菊池将一, 小茂鳥潤, 深沢剣吾, 三阪佳孝, 川嵜一博
  • 産業財産権番号: 2010-259415
  • 出願年月日: 2010-11-19