• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

高炭素クロム鋼の破壊起点介在物を変化させる繰返し焼入れ手法の開発と疲労強度向上

研究課題

研究課題/領域番号 13J04761
研究機関富山大学

研究代表者

溝部 浩志郎  富山大学, 理工学研究部(工学), 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード繰返し焼入れ / 高炭素クロム鋼 / 非金属介在物 / 高周波焼入れ / ステンレス / 旧オーステナイト粒
研究実績の概要

平成26年度の研究では、繰返し炉焼入れによる破壊起点介在物への影響を総括したと同時に、これらの研究から発展した様々な繰返し焼入れ手法の評価を行った。
まず市販のSUJ2鋼に対して2回焼入れを行い、破壊起点となる介在物を調査した。その結果、2回焼入れではAl2O3介在物を起点として破壊が発生することを明らかにした。2年間行った本研究課題の結論として、高炭素クロム軸受鋼の繰返し焼入れによる破壊起点介在物への影響は以下のようにまとめられる。酸素添加を行った高炭素クロム軸受鋼においては1回焼入れと比較して、2-3回の繰返し焼入れを行うことにより、疲労強度が向上する。市販の高炭素クロム軸受鋼においては、1-2回焼入れではAl2O3介在物を起点として破壊が発生したが、3回焼入れを行うことで、TiN介在物を起点とする破壊に変わった。しかし、その疲労強度には殆ど差がない。
次に、さらに詳細な旧オーステナイト粒観察を行ったところ、局所的に不均一となっている結晶粒を発見した。1回焼入れを行った試験片の旧オーステナイト粒径を基準とすると、2回焼入れでは微細な結晶粒の領域と粗大な結晶粒の領域が混在していたのに対し、3回焼入れではほとんどの領域で粗大な結晶粒ではなく、微細な結晶粒が観察された。これは当初予測されていた、徐々に結晶粒が小さくなるモデルとは異なり、選択的に大きな結晶が複数の小さな結晶に急激に分割する可能性を示している。
さらに、新たな展開として、本研究で培った熱処理技術を活かして、新たに開発されたステンレス鋼の高周波焼入れ手法を開発した。接触下では最も過酷とされている往復転がり疲労試験を行った結果、SUS304及びその窒化、クロムコーティング材、及びSUS630と比較しても我々が開発した高周波焼入れを施したステンレス鋼の方が耐摩耗性が高いことが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Observation of rolling contact fatigue of induction-heated 13Cr-2Ni-2Mo stainless steel under reciprocating motion2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mizobe, K. Okamoto, K. Kanemasu, T. Shibukawa and K. Kida
    • 雑誌名

      Material research innovations

      巻: Vol. 18 ページ: pp. S52-56

    • DOI

      10.1179/1432891714Z.000000000907

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of twice quenching on prior austenite grains and rotating bending fatigue cracks in SUJ2 steel2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mizobe, W. Matsuda, M. Matsushita, T. Shibukawa and K. Kida
    • 雑誌名

      Applied Mechanics and Materials

      巻: Vol. 620 ページ: pp. 443-448

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMM.620.443

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The Betti number calculation of prior austenite grains of repeated quenching steel based on the Homology method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mizobe, R. Segawa, W. Matsuda, T. Shibukawa and K. Kida
    • 学会等名
      4th International conference on mechatronics and applied mechanics
    • 発表場所
      Shenzhen, Chica
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-18
  • [学会発表] Effect of repeated heating on one-point rolling contact fatigue of high-carbon high-chromium steel bar2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mizobe, R. Segawa, W. Matsuda, T. Shibukawa and K. Kida
    • 学会等名
      New methods of damage and failure analysis of structural parts
    • 発表場所
      Ostrava, Czech Republic
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
  • [学会発表] Observation of the repeated quenched microstructure in high-carbon high-chromium steel, SUJ22014

    • 著者名/発表者名
      K. Mizobe, R. Arai, M. Matsushita, W. Matsuda, T. Shibukawa and K. Kida
    • 学会等名
      10th International Conference Mechatronic Systems and Materials
    • 発表場所
      Opole, Poland
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-10
  • [学会発表] Effect of twice quenching on prior austenite grains and rotating bending fatigue cracks in SUJ2 steel2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mizobe, W. Matsuda, M. Matsushita, T. Shibukawa and K. Kida
    • 学会等名
      3rd International conference on industrial design and mechanics power 2014
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-06-21 – 2014-06-22
  • [学会発表] Wear track observation on induction-heated 13Cr-2Ni-2Mo stainless steel under cyclic reciprocating motion2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mizobe, K. Okamoto, T. Shibukawa, K. Kanemasu and K. Kida
    • 学会等名
      2014 the international conference on sensors and materials manufacturing science
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2014-04-11 – 2014-04-12

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi