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2008 年度 実績報告書

Niフリー高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の疑似体液中フレッティング疲労特性

研究課題

研究課題/領域番号 20360319
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

丸山 典夫  独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料センター, 主幹研究員 (00343856)

研究分担者 片田 康行  独立行政法人物質・材料研究機構, 燃料電池センター, グループリーダー (30127211)
秋山 英二  独立行政法人物質・材料研究機構, 新構造材料センター, 主任研究員 (70231834)
廣本 祥子  独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料センター, 主任研究員 (00343880)
伊藤 真二  独立行政法人物質・材料研究機構, 共用基盤部門, 主席エンジニア (50370317)
キーワードNiフリー / 高窒素鋼 / 腐食 / フレッティング / 疲労
研究概要

本研究は、Niフリー高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の生体環境下におけるフレッティング(微小振幅の磨耗を伴う)腐食疲労破壊機構のメカニズムを解明するとともに、長期的な信頼性・安全性を確保することを目的とする。
平成20年度は、加圧式ESR法により、清浄なNiフリー高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の創製(Fe-23Cr-1Mo-1Nwt%)を行い、組織観察および引張試験および試料の組成分析を行った。同合金を用いて、大気中および擬似体液申(リン酸塩類緩衝液)の通常疲労試験を行った試験条件は、応力比Rが0.1、荷重繰返し速度は大気中では20Hz、擬似体液中では2Hzである。その結果、大気中および擬似体液中の疲労強度は、いずれの環境下でも差はなく、10E7回疲労強度は約320MPaであった。
また、大気中のフレッティング疲労試験を行った。試験条件は、応力比Rが0.1、荷重繰り返し速度が20Hzで行る。その際、試験片とフレッティングパッドは同一材料を使用し、パッド接触面圧は30MPaで行った。その結果、10E7回フレッティング疲労強度は、約280MPaであり、これまで行ったチタン合金、Co-Cr合金およびSUS316L鋼等の既存の生体用金属材料の結果と比べ、著しく高いフレッティング疲労強度を示すことが明らかになった。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Niフリー高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の擬似体液中疲労特性2009

    • 著者名/発表者名
      丸山典夫
    • 雑誌名

      日本金属学会誌 73

      ページ: 7-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体用金属材料の擬似体液中における疲労挙動2008

    • 著者名/発表者名
      丸山典夫
    • 雑誌名

      ふぇらむ 13

      ページ: 55-58

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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