| 研究課題/領域番号 |
23360314
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 裕 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00292243)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 摩擦攪拌接合 / 接合ツール / Co基耐熱合金 / ツール損傷 |
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| 研究概要 |
鉄鋼・チタン合金の摩擦攪拌接合（FSW）は従来の溶接の制約の障害を乗り越える革新的接合技術として注目されているが、未だ多くの課題を有し、実機適用への検討も行われていない。最大の原因は「安価で長寿命の接合ツールがない」ことにある。申請者らは、安価で長寿命を満たす唯一のツール材料として、新規Co 基耐熱合金を提案したが、実用化には更なる長寿命化が不可欠である。本研究では、Co 基耐熱合金ツールを用いて「ツール損傷はいかなる材料物性に支配されるのか？」と「FSW 過程でどのように損傷が進むのか？」を材料学的に解明し、長寿命なツール材に要求される材料物性・ミクロ組織を合金設計により作り出すための学理を究明し、安価で長寿命な接合ツール開発に資する普遍的な指導原理を確立することを目的としている。平成２４年度の成果は以下のとおりである。
耐熱温度、耐摩耗性を変えた複数のCo基耐熱合金にて接合ツールを作製し、種々の接合条件にて中炭素鋼、高炭素鋼およびチタン合金にFSW試験を実施した。このとき接合ツールに熱電対を埋め込み、種々の接合条件下でのツールショルダ表面近傍の温度を実測した。さらに接合試験に供した種々のCo基耐熱合金ツールの断面組織を観察し、損耗メカニズムについて検討した。その結果、接合温度がCo基耐熱合金のγ’相固溶温度の近傍では、高温圧縮強度が高いほどツール損傷は生じにくく、Co基耐熱合金のγ’相の固溶による軟化が生じてツール損傷が顕著になることが示された。接合温度がCo基耐熱合金のγ’相固溶温度以下では、ツール損傷は高温圧縮強度に依らず、硬質相の分布状態に依存することが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画以上に進展しているわけではないが、実施事項はほぼ当初の計画どおり達成されている。
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| 今後の研究の推進方策 |
基本的に当初の計画どおり推進する予定であり、研究目的を達成可能と考えている。
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