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高窒素鋼に対しては、従来の技術では、摩擦接合時の入熱の影響による、溶接欠陥の発生を回避できていない。また、強靭な高窒素鋼に対し、これに耐えうる接合ツールの検討も望まれている。現在、高強度とされるPCBN(多結晶立方晶窒化ホウ素)でさえも、その強度は十分に保障されていない。本研究では、PCBNに変わる安価で強靭な接合ツールとして超鋼系おうよび窒化珪素系接合ツールの適用の可能性を検討し、入熱量の制御を目的各接合条件(接合速度、ツールの回転速度、荷重を任意に変化)を設定し、各条件における継手特性を評価した。初年度は、厚さ1〜2m程度の薄板高窒素鋼を対象に、信頼性の高い健全な接合継手作成の可能性を検討した。
摩擦攪拌接合時のツールの回転速度と、荷重を制御することで、超鋼系および窒化珪素系接合ツールの発熱量を適正な状態に維持し、強靭な高窒素鋼に対しても適用の可能性があるかについて検討した。また、適用が可能であった場合のツールの耐久性についても評価した。さらに、高窒素鋼の摩擦攪拌接合に有利な接合ツールの先端形状および直径についての知見を獲得した。
いくつかの接合条件(接合速度、ツールの回転速度、荷重を任意に変化)ことに摩擦攪拌接合継手を作成し、目視、およびマクロ観察レベルで良好と判断される接合条件の候補を決定した。ビードの損傷や、キッシングホール、溶け込み不足、ブローホール、クロム窒化物の析出が見られる場合については、その原因を検証した。
接合後の、組織観察および機械的特性の評価により、健全な継手をうるための諸条件を確立した。
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