| 研究概要 |
本研究は、「鉄鋼材料の疲労特性におよぼす残留応力の影響」を定量的に解明することを目的としている.具体的にはまず,種々の大きさの残留応力をもつ疲労試験片を作製するための熱サイクルを開発した.次に,開発した熱サイクルで焼入処理を施した試験片の、疲労強度と破壊メカニズムを詳細に調べることを通じて,構造材料の疲労特性におよぼす残留応力の影響について定量的観点から検討・考察を加えた.
研究成果の概要は以下の通りである.
1.熱処理プロセスの開発とモデル試験片の作製:回転曲げ疲れ試験片形状に機械加工した供試材に調質処理を施した後、マイクロパルスシステムを用いて,試験片平行部のほぼ中央まで,しかも表面層のみを焼入れにより硬化させることにより,非硬化域に引っ張り残留応力のピークが発生することを見出した.また,加熱温度や時間を種々の変化させて焼入処理を行うとともに表面における残留応力分布の測定し,引張残留応力のピーク値が異なる複数の試験片を製作するための処理条件を確立した.
2.疲労特性の調査・破壊機構の解析:項目1.の結果から残留応力のピーク値が異なる試験片を2シリーズ選択し回転曲げ疲れ試験を行い,各シリーズの疲労強度を調べた.破断した試験片に対しては,破面のマクロ観察ならびに走査型電子顕微鏡によるミクロ観察を行い,破壊起点部を特定すると同時に疲労破壊機構を明確にした.
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