き裂進展がおよぼす工具鋼のマイクロテスラ領域の磁場変化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560089
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 富山大学 (2013); 九州大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 木田 勝之 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (00271031)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 疲労 / 非破壊検査 / 塑性変形 / 破壊 / き裂 / 磁場 / プローブ顕微鏡

研究概要

機械要素の損傷は、き裂が成長することで生じる。このき裂進展を理解するため、本課題では、3次元センサーを有する走査型ホールプローブ顕微鏡を開発し、き裂が進展している最中の周辺磁場の変化を常温大気中で観察した。特に、き裂進展の影響を調べるという目的のため、き裂進展時に測定した磁場の測定結果について応力拡大係数で整理した。また、き裂先端では小さな領域が塑性変形するため、ビッカース圧子を用いてき裂先端と同等サイズの塑性変形を発生させた領域についても磁場測定を行った。以上の結果から、磁場はき裂先端の塑性変形領域の影響で変化し、その変化は応力拡大係数、すなわちき裂進展と強い相関関係があることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Three-Dimensional Observation of Magnetic Fields in Alloy Tool Steel under Spherical Hertzian Contact (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida, Megumi Uryu, Takashi Honda, Edson Costa Santos, and Kenichi Saruwatari
  • 雑誌名: Materials Research Innovations 巻: vol.18, Issue Supplement1 ページ: 71-75
  • DOI: 10.1179/1432891713Z.000000000358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in Magnetic Fields in Tool Steel (SKS93, JIS) under Single Tensile Load (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida, Megumi Uryu, Takashi Honda, Teruaki Shimoji, Edson Santos and Kenichi Saruwatari
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: vol.307 ページ: 144-148
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.307.144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Three Dimensional Magnetic Fields of Tool Steel (JIS-SKS93) around Vicker's indentations (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida and Takashi Honda
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: vol.372 ページ: 265-269
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.372.265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Off-center Magnetization Location on Changes in Magnetic Fields under Single Spherical Hertzian Contact (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida, Megumi Uryu, Takashi Honda, Edson Costa Santos and Kenichi Saruwatari
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: vol.566 ページ: 103-108
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.566.103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Magnetic Fields in Medium Carbon Low Alloy Steel JIS S45C under Point Contact Loading (2012)
  • 著者名/発表者名: Megumi Uryu, Katsuyuki Kida, Takashi Honda, Edson Santos and Kenichi Saruwatari
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: vol.566 ページ: 15-21
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.566.15
  • 査読あり
• [学会発表] Keynote Lecture : Fatigue life evaluation of structural materials and scanning Hall probe microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Advanced Materials and Engineering Materials (ICAMEM2013)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20131214-15
• [学会発表] IAAM Medal Lecture : Changes in three-dimensional magnetic fields of tool steel (JIS-SKS93) around plastic deformation area due to Vicker's indentations (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida, Takashi Honda and Koshiro Mizobe
  • 学会等名: Advanced Materials World Congress (AMWC 2013)
  • 発表場所: Çeşme, Turkey
  • 年月日: 20130916-19
• [学会発表] Keynote Lecture : Fracture observation and SHPM (Scanning Hall Probe Microscopy) (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Advance Materials Design and Mechanics (ICAMDM2013)
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 20130517-18
• [学会発表] Keynote Lecture : Scanning Hall probe microscopy for failure analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Advanced Materials and Engineering Materials 2012 (ICAMEM 2012, Shanghai)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20121229-30
• [学会発表] Changes in Three Dimensional Magnetic Fields under Single Spherical Hertzian Contact (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida, Megumi Uryu, Takashi Honda, Edson Costa Santos and Kenichi Saruwatari
  • 学会等名: New Methods of Damage And Failure Analysis of Structural Parts
  • 発表場所: Ostrava, Czech Republic(Proc)(pp. 395-403)(ISBN 978-80-248-2802-2)
  • 年月日: 20120910-14
• [学会発表] Keynote Lecture : Magnetic microscopy for fracture mechanics (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsuyuki Kida
  • 学会等名: The 2011 International Conference on Advanced Materials and Engineering Materials (ICAMEM 2011)
  • 発表場所: Shenyang, China
  • 年月日: 20111122-24
• [備考]
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/G-2315-2011