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2008 年度 実績報告書

特異ナノ構造を表面組織に有する材料における摩擦挙動の特異性

研究課題

研究課題/領域番号 19025005
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

渡邉 義見  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (50231014)

研究分担者 佐藤 尚  名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (50402649)
キーワード摩耗 / 巨大ひずみ / ECAP / 過飽和固溶体 / Fe-Ni / 相変態 / 超微細粒 / 変質層
研究概要

Fe-33mass%Ni合金への熱処理によってγ相のみを有する試料(試料1)およびα'相とγ相の両方を有する試料(試料2)を作製し, 摩耗という巨大ひずみ加工によって形成する表面近傍の組織変化および摩耗特性について調べた. その結果, 摩耗表面に最大で厚さ約50μmの摩耗変質層が形成していた. この変質層は, 試料1と試料2の両方に形成されていた. さらに, EBSD法による組織観察結果から, 摩耗変質層に近づくにつれて結晶粒径が微細になることが分かった. また, 試料2における変質層およびその近傍ではα'相が観察されず, γ相単相となっていた. 試料2における摩耗表面近傍では, 摩擦熱によって逆変態が生じた. Fe-33mass%Ni合金の逆変態温度は200℃であるので, 摩耗表面近傍において摩耗中に200℃以上の摩擦熱が発生し, 同時にγ相結晶粒が微細化するといえる. さらに, ビッカース硬さ試験の結果から, 試料1における摩耗変質層の硬さは, 他のγ相領域の硬さに比べて高いことが分かった. 一方, 試料2においても変質層の硬さは他の領域に比べて高かった. これは, 摩耗変質層におけるγ相結晶粒微細化に起因すると考えられる. それゆえ, Fe-33mass%Ni合金への摩擦摩耗はα'相の有無に関わらず摩耗表面の硬さを向上させる効果を有することが分かった.
Cu合金や鉄鋼材料の様な変形抵抗が高い材料あるいはhcp金属のECAP加工は困難である. 強制的に加工を行うと金型が割れるなどの重大なる事故が引き起こされるが, 柔らかい材料の中に難加工材を挿入することでECAPが可能であることを見いだした.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Behavior of Submicrocrystalline Aluminum Alloy 1570 under Cyclic Loading Conditions2009

    • 著者名/発表者名
      E. Avtokratova, R. Kaibyshev, O. Sitdikov and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      The Phys. Met. Metall 107, No.3

      ページ: 291-297

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Behavior of Submicrocrystalline Aluminum Alloy 1570 under Cyclic Loading Conditions2009

    • 著者名/発表者名
      E. Avtokratova, R. Kaibyshev, O. Sitdikov and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Fizika Metallov i Metallovedenie 107, No.3

      ページ: 309-315

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wear Properties of Intermetallic Compound Reinforced Functionally Graded Materials Fabricated by Centrifugal Solid-particle and In-Situ Methods2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Watanabe, Hisashi Sato and Yasuyoshi Fukui
    • 雑誌名

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 2, No. 7

      ページ: 842-853

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Wear-Induced Layer with Nanocrystalline Structure in Al-Al_3Ti Functionally Graded Material2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Takashi Murase, Yoshimi Watanabe, Toshiyuki Fujii, Susumu Onaka and Masaharu Kato
    • 雑誌名

      Acta Materialia 56, No.17

      ページ: 4549-4558

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure Behavior of Al-Mg-Sc Alloy Processed by ECAP at Elevated Temperature2008

    • 著者名/発表者名
      O. Sitdikov, T. Sakai, E. Avtokratova, R. Kaibyshev, K. Tsuzaki and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Acta Materialia 56, No.4

      ページ: 821-834

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Processing Temperature on Microstructure Development during ECAP of Al-Mg-Sc Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      O. Sitdikov, E. Avtokratova, T. Sakai, K. Tsuzaki, R. Kaibyshev and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 584-586

      ページ: 481-486

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue-Crack-Growth Behavior of Ultrafine-Grained Al-Mg-Scalloy Processed by ECAP2008

    • 著者名/発表者名
      E. Avtokratova, O. Sitdikov, R. Kaibyshev and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 584-586

      ページ: 971-976

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Processing Routes on Wear Property of Al-Al_3Ti alloys Severely Deformed by ECAP2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Shimaa Elhadad, Oleg Sitdikov and Yoshimi Watanabe
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 584-586

      ページ: 971-976

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Severe Plastic Deformation on the Corrosion Behavior of Aluminum Alloys2008

    • 著者名/発表者名
      Eiji Akiyama, Zuogui Zhang, Yoshimi Watanabe and Kaneaki Tsuzaki
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Electrochemistry 13, No.2

      ページ: 277-282

    • 査読あり
  • [学会発表] 組織制御による鉄鋼材料の高性能化2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺義見
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第157回春季大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] 巨大ひずみを与えたAl-Ti結晶粒微細化添加剤による鋳造Alの微細化2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺義見, 佐藤尚
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金・特定領域研究「巨大ひずみが開拓する高密度格子欠陥新材料」平成20年度報告会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090100
  • [学会発表] Fe-33mass%Ni合金の摩擦摩耗挙動に及ぼすマルテンサイト相の影響2009

    • 著者名/発表者名
      窪田優一, 佐藤尚, 渡辺義見
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第157回春季講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-29
  • [学会発表] 圧縮あるいは熱処理を施したAl-Ti-B合金微細化剤によるAl鋳造材微細化挙動2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚, 高延氷, 加藤大雄, 渡辺義見
    • 学会等名
      軽金属学会第115回秋期大会
    • 発表場所
      東京, 工学院大学
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Grain Refinement Performance of As-Cast Pure Al using Al-Ti Alloy Refiners Deformed by Cold Rolling2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Kentaro Ota, Hiroo Kato, Shimaa El-hadad, Yoshimi Watanabe, Zuogui Zhang and Kaneaki Tsuzaki
    • 学会等名
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • 発表場所
      福岡, 九州大学
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] 圧縮あるいは熱処理を施したAl-Ti-B合金微細化剤によるAl鋳造材微細化挙動2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤尚, 高延氷, 加藤大雄, 渡辺義見
    • 学会等名
      軽金属学会第115回秋期大会講演
    • 発表場所
      東京工学院大学
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Grain Refinement Performance of As-Cast Pure Al using Al-Ti Alloy Refiners Deformed by Cold Rolling2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, K. Ota, Hiroo Kato, Shimaa El-hadad, Yoshimi Watanabe, Zuogui Zhang and Kaneaki Tsuzaki
    • 学会等名
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Effects of Processing Routes on Wear Property of ECAPed Al-Al_3Ti alloy2008

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Mizuno, Shimaa El-Hadad, Hisashi Sato and Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Grain Refinement Performance of Al Cast with Al-Ti Alloy Refiner Severely Deformed By ECAP2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Watanabe, Oleg Sitdikov, Hisashi Sato and Kenji Miwa
    • 学会等名
      The 4 th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation (NanoSPD 4)
    • 発表場所
      Goslar, Germany
    • 年月日
      20080800
  • [学会発表] Effects of Processing Routes on Wear Property of Al-Al_3Ti alloys Severely Deformed by ECAP2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sato, Shimaa Elhadad, Oleg Sitdikov and Yoshimi Watanabe
    • 学会等名
      The 4 th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation (NanoSPD 4)
    • 発表場所
      Goslar, Germany
    • 年月日
      20080800
  • [学会発表] Effects of Training Temperature on Damping Capacity in Thermal Cycled Fe-20mass%Mn Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, H. Sato, Y. Nishino and I. S. Kim
    • 学会等名
      15 th International Conference on Internal Friction and Mechanical Spectroscopy, ICIFMS-15
    • 発表場所
      Perugia, Italy
    • 年月日
      20080700
  • [図書] 機械材料学入門2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺義見, 渡邊千尋, 三浦誠司, 三浦博己共著
    • 総ページ数
      1-142
    • 出版者
      DTP出版

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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