| 研究課題/領域番号 |
15560067
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
服部 修次 福井大学, 工学部, 教授 (00143933)
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| 研究分担者 |
伊藤 隆基 福井大学, 工学部, 助教授 (40242581)
前川 紀英 福井大学, 工学部, 助手 (20262610)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| キーワード | キャビテーション / Ti-Ni形状記憶合金 / 硬さ / 欠陥密度 |
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| 研究概要 |
キャビテーション壊食は、水車、ポンプなどの流体機械をはじめ、多くの産業機械や部材で流体が接している個所に生じている。これまでに優れた耐キャビテーション壊食性を示す材料としてTi-Ni形状記憶合金が報告されている。本研究では、Ti-Ni形状記憶合金およびTi-Ni形状記憶合金に第三元素を添加して機械的性質と変態温度を変えたTi-Ni系形状記憶合金についてキャビテーション壊食試験を行い、走査型電子顕微鏡による観察などにより、それぞれの材料の耐壊食性について検討した。
いずれの材料もプラントの配管などに用いられるオーステナイト系ステンレス鋼SUS304に比べて5〜20倍という長い潜伏期を示し、耐壊食性に優れていることがわかった。一般に壊食抵抗は硬さと良い相関性を示すとされているが、Ti-Ni系形状記憶合金は硬さとの良い相関性を得ることが出来なかった。そこで材料の表面の欠陥が影響すると考え、初期欠陥を計測し、壊食抵抗を初期欠陥だけで整理すると欠陥が多いほど壊食抵抗が低下する傾向が得られた。また、欠陥の数だけでなく欠陥の拡大する速度も壊食に影響すると考え、欠陥の拡大する速度をSEM写真より測定した。欠陥密度と欠陥の拡大速度の影響を同時に考慮するため2つの積で壊食抵抗を整理するが、欠陥の拡大速度は硬さが硬くなると速くなる傾向が得られたため、容易に測定できる硬さを用い、欠陥密度と硬さの積で壊食抵抗を整理した結果、良い相関性が得られた。よって、Ti-Ni系形状記憶合金の壊食抵抗は欠陥密度と硬さに影響を受けることがわかった。
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