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2020 年度 実績報告書

長いき裂を対象とするペースト法とプラズマ法を複合した新規き裂進展抑制手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K13664
研究機関久留米工業高等専門学校

研究代表者

佐々木 大輔  久留米工業高等専門学校, 材料システム工学科, 助教 (50772498)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード疲労破壊 / プラズマ焼結 / 焼結物 / き裂進展 / くさび効果 / 補修 / パルス通電 / 簡易補修
研究実績の概要

S45C材において以下 6 点が確認された.1)プラズマ焼結時の模擬き裂先端の温度は,現在の試験片で最大で550 ℃程度まで上昇することが確認された.2)疲労試験の結果,熱処理材プラズマペースト材,未処理材よりも微粒子プラズマ材の疲労寿命が長くなることが確認された.3)光学顕微鏡を用いた模擬き裂部の充填率確認の結果,充填率はプラズマペースト材,微粒子プラズマ材でいずれも十分でないことが確認された.4)電子顕微鏡を用いた破面観察結果より,破面に観察されるストライエーション幅は微粒子プラズマ材で最も小さいことが確認された.5)組織観察結果より,結晶粒径に大きな違いがなく,現在のプラズマ焼結条件では,結晶粒の粗大化が起こらないことが確認された.6)疲労き裂進展速度が微粒子プラズマ材の場合,未処理材より遅くなることが確認された.
SS400材において以下の7点が解明された.1)プラズマペースト法を使用すると寿命が低下する場合が存在すること,2)充填率が上昇すると疲労き裂進展速度が低下すること,3)焼結が進むと疲労き裂進展速度が低下すること,4)硬さ試験により,き裂先端の硬さは未処理材が一番高く,充填率高くなると硬さの低下が少なくなること,5)熱処理によりき裂先端の硬さはHV10程度低下すること,6)脆性破面率が熱処理により上昇すること,7)き裂進展速度が上昇する場合は,脆性破面形成が大きく影響していることが確認された.有限要素法によって新たに以下の 2 点が解明された.1)硬さ変化に基づく力学解析を行った結果, 通電処理後塑性域が拡大することが示された.2)ストライエーション幅の減少率と塑性域の比較により焼結体によるき裂先端の塑性変形抑制効果が示唆された.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 学会発表 (6件) 備考 (3件)

  • [学会発表] その場観察と破面解析に基づくプラズマ・粒子法による模擬き裂補修の効果検証2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木大輔, 室井航大
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第181回春季講演大会
  • [学会発表] 疲労き裂に対する鉄炭素混合粉とパルス通電焼結の補修効果2021

    • 著者名/発表者名
      室井航大, 佐々木大輔
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第181回春季講演大会 学生ポスターセッション
  • [学会発表] 鉄炭素混合粉とパルス通電焼結による組織と硬さの変化2021

    • 著者名/発表者名
      木下敬太, 佐々木大輔
    • 学会等名
      第26回高専シンポジウムオンライン
  • [学会発表] 超高齢化社会の物流を支える老朽化した大型構造物の簡易補修方法2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木大輔, 川上雄士, 南口誠
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2020~大学見本市Online
  • [学会発表] プラズマ・粒子法による疲労き裂補修及び充填率と焼結温度の影響2020

    • 著者名/発表者名
      池田錬太, 佐々木大輔, 室井航大
    • 学会等名
      一般社団法人 日本鉄鋼協会 第179回春季講演大会
  • [学会発表] 鉄炭素混合粉とパルス通電を用いたき裂補修の開発2020

    • 著者名/発表者名
      室井航大, 佐々木大輔
    • 学会等名
      第25回高専シンポジウム in Kurume
  • [備考] 応用固体力学研究室

    • URL

      http://www.kurume-nct.ac.jp/MSM/laboratory/materialssystemengineering3/

  • [備考] 久留米工業高等専門学校 産学民連携テクノセンター 研究者プロフィール

    • URL

      http://www.kurume-nct.ac.jp/RCTC/profile/MSM/sasaki

  • [備考] 応用固体力学研究室(佐々木大輔 助教)

    • URL

      http://www.kurume-nct.ac.jp/MSM/laboratory/materialssystemengineering3/

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公開日: 2021-12-27  

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