1998 Fiscal Year Annual Research Report
伸線強化組織を持つ共析鋼極細線の疲労強度と破壊機構
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09650086
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
片桐 一宗 岩手大学, 工学部, 教授 (90029893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠場 孝一 岩手大学, 工学部, 助手 (00271841)
佐藤 正 岩手大学, 工学部, 助教授 (30003859)
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| Keywords | 疲労強度 / 共析鋼極細線 / 疲労き裂進展 / 伸線ひずみ / 残留応力 / 硬さ / ブルーイング / ショット ピーニング |
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| Research Abstract |
伸線加工ひずみが4を越える領域に至る強加工した共析鋼極細線の疲労強度に及ぼす諸因子の影響を明らかにするため、熱処理と伸線加工を数回繰り返して得た系統的に異なる伸線加工ひずみを持つ試料に低温熱処理(ブルーイング)やショットピーニング処理を施し、疲労試験、硬さおよび残留応力測定、微視的観察などを行い得られた結果は以下のとおりである。
1. 本年度に使用した線材の疲労限度は昨年度のものと異なり伸線加工ひずみの増加とともに単調に上昇した。結果が異なった理由は、製造条件の違いによる引張残留応力にあり、今年度のものに比べ昨年度の材料には2000MPa近い大きな残留応力のあることが判明した。片振疲労強度も加工ひずみの増加とともに単調に上昇し、平均応力の効果は通常の耐久限度線図を用いて表しうることがわかった。ブルーイングによって疲労限度は上昇し、400℃で最高値900MPaに達する.これはひずみの増加に伴う内部組織の強化と表面の引張残留応力の増加によって説明される。ショットピーニングにより最も高い疲労限度1200MPaが得られた.
2. 共析鋼の硬さは伸線加工ひずみの増加に伴って大きくなる。ショットピーニングにより表面層の硬さはさらに増加する。ブルーイングによる硬さの上昇は300℃でピーク(Hv=650)となり、高温では大きくない。
3. ブルーイングによって下限界応力拡大係数幅は若干上昇するが、パリス域でのき裂進展抵抗は減少する。
4. き裂発生および初期の進展はブルーイングによって抑制されるが、微視的な挙動は大きく変わらない。
5. 引張残留応力はブルーイング温度の上昇とともに低下し,500℃ではほとんど消滅する.ショットピーニングにより残留応力は1000MPaから-300MPaに大きく減少し、これらは疲労強度の改善に有効である。
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[Publications] K.Katagiri: "Effects of Drawing Strain and Bluing on the Fatigue Strength of Eutectoid Steel Wires" Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. 20・12. 1677-1686 (1997)
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[Publications] 佐藤正: "共析鋼極細線の疲労強度に及ぼすブルーイングの影響" 日本機械学会論文集(A編). 64・626. 74-79 (1998)
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[Publications] K.Katagiri: "Effects of Post Drawing Treatments on Fatigue Strength of Eutectoid Steel Wires" Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. (掲載予定).
