2023 Fiscal Year Annual Research Report
Simultaneous control of surface microstructure and residual stress using solid solution of tool elements during friction stir processing
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21K14438
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 啓 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (00842577)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 摩擦攪拌プロセス / ツール摩耗 / 表面合金化 / マルテンサイト変態 / 残留応力 / 超硬合金 / 固溶強化 / メカニカルアロイング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度の研究では，引張残留応力が導入された過剰のツール元素固溶量を有するFSP施工面表層において，多量の残留オーステナイトが存在していることがわかった．2023年度は，その固溶層中の残留オーステナイトが機械的性質に及ぼす影響について主に調査した．FSP施工面表層から小型試験片を採取し引張試験を行った結果，固溶層は固溶強化による強度増加とともに，残留オーステナイトの加工誘起マルテンサイト変態により優れた延性を示すことが明らかとなった．さらに，固溶層中の残留オーステナイトの加工誘起マルテンサイト変態が疲労特性の向上にも効果的であることを実証するため，疲労き裂進展試験を行った．その結果，全ての応力拡大係数範囲において，固溶層を有する試験片のき裂進展速度は固溶層のないそれよりも低く，その差は応力拡大係数範囲の増加とともに大きくなった．き裂周辺の微細組織を観察した結果，応力拡大係数範囲の増加，すなわちき裂先端近傍で生じる応力の増加とともに加工誘起マルテンサイト変態量が増大することでき裂進展速度が低下することが示唆された．
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