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2022 年度 研究成果報告書

高周波誘導加熱と微粒子ピーニングを援用した極短時間窒化手法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20K14609
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

武末 翔吾  京都工芸繊維大学, 機械工学系, 助教 (00846058)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード表面改質 / 高周波誘導加熱 / 微粒子ピーニング
研究成果の概要

窒素雰囲気下で高周波誘導により加熱された低合金鋼SCM415に対して,純チタン微粒子を用いた微粒子ピーニングを施した.その結果,1373 Kで10 s間微粒子ピーニングを施した後,1373 Kで120 s間加熱保持を施すことにより,厚さ100~200 μmのチタン窒化物からなる硬質膜が形成された.これは,チタン粒子が被処理面に移着し,移着したチタンが処理雰囲気中の窒素と反応したためである.形成した被膜は高硬さを有するため,低合金鋼の耐摩耗性を向上させた.この耐摩耗性改善効果は高温でより顕著となった.また形成した被膜はチタン酸化物からなる保護被膜を形成するため,低合金鋼の耐食性も向上させた.

自由記述の分野

材料強度学

研究成果の学術的意義や社会的意義

機械システムの高機能化に伴い,使用される部材にもより優れた特性が求められている.本研究では,数分の極短時間で金属材料の摺動特性や耐食性を向上できる表面改質法を提案・開発し,その効果について検討した.本研究で得られた成果は,種々の機械システムの機能性,安全性の向上に寄与できるものである.また,本研究で明らかにした高周波誘導加熱により生じる高速での元素拡散現象は,今後更なる革新的な表面改質法を開発するうえで,学術的にも有意義なものである.

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公開日: 2024-01-30  

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