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Prediction of fatigue limit of three-dimensional shaped article under extreme environment and extension of thruster life with combustion test.

通过燃烧试验预测极端环境下三维成型件的疲劳极限并延长推进器寿命。

基本信息

批准号：
21K03783
负责人：
黒田大介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Suzuka National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、レーザー積層造形法（SLM）で製造した625合金製の実機スラスタの疲労耐久性におよぼす残留応力、結晶異方性、内部欠陥、高温特殊環境（温度、雰囲気）の影響を定量化し、疲労限度予測の基礎データとして蓄積する。2022年度は、高温環境中での疲労試験条件を検討するために、実機スラスタと同一条件で製造した3つの積層方向（引張方向に対して平行（V）、直角（L）、62°傾斜（S））の板状試験片、表層部分のみ積層条件を変化させた板状試験片（Lα、Vα）、積層造形後にひずみとり熱処理した板状試験片（Sh、Lαh、Vαh）の引張特性を800℃のArガス雰囲気中で評価した。引張試験はRSP試験装置を用いて、1 mm/minの引張速度で行った。また、室温と800℃のArガス雰囲気中で既存の625合金展伸材に繰返負荷を付与し、負荷の繰り返し数による残留応力と半値幅の関係を検証した。前年度の引張試験結果から応力振幅を200～400 MPaの範囲とし、片振り（R=0）、正弦波、10 Hzの条件とした。前年度の室温での引張試験で良好な力学的特性が得られたVEhとLEhは800℃での引張試験においても良好な力学的特性を示した。800℃におけるVEhとLEhの引張強さと破断伸びはそれぞれ709 MPa、33%ならびに679 MPa、34%であった。800℃における展伸材のそれらの値は785 MPa、33%であり、積層造形材の力学的特性の低下には急速溶融・急速冷却プロセスに起因する粗大かつ＜001＞方向に優先結晶配向したミクロ組織形態と引張試験中に形成される集合組織が影響していると考えられる。室温と800℃で疲労試験した625合金展伸材において、半値幅とビッカース硬さとの間に相関関係が認められた。この結果は、疲労破壊時の半値幅を計測することで、疲労限度を予測できることを示唆している。

In this study, the fatigue resistance, durability and residual strength of the 625 alloy 625 alloy manufacturing machine using the SLM method were studied. The effects of crystallization anisotropy, internal defects, and high-temperature special environments (temperature, atmosphere) can be quantified, and the basis for fatigue limit prediction can be accumulated. In fiscal year 2022, the fatigue test conditions in high temperature environment are tested under the same conditions, and the machine testing conditions are manufactured under the same conditions.した3つのLamination direction (the tension direction is parallel (V), right angle (L), 62° inclined (S)) plate-shaped test The lamination conditions of the surface part are changed, and the plate-shaped test piece (Lα, Vα) is used to heat the hot spots after lamination molding. The tensile properties of the plate-shaped test pieces (Sh, Lαh, Vαh) were measured at 800℃. The tension test device is equipped with RSP test device, and the tension speed is 1 mm/min. The existing 625 alloy extruded material in the room temperature and 800℃ environment can be recycled The load is given, the load is returned, the residual power is the remaining power, and the relationship between the half value and the width is proved. The test results of the previous year showed that the amplitude of the force range was 200 to 400 MPa, the vibration range (R=0), sine wave, and 10 Hz was the same. The mechanical properties of the previous year's tension test at room temperature were good, and the mechanical properties of the tension test at 800°C were good. 800℃におけVEhとLEhのinducing tensile strength and breaking strength びはそれぞれ709 MPa, 33% ならびに679 MPa, 34% であった. 800℃におけるStretch materialのそれらの値は785 MPa, 33% であり, low mechanical properties of laminated molding materials, rapid melting and rapid cooling, cause of する thickかつ＜0 01＞The orientation of the preferential crystallization alignment and the influence of the formation of the aggregated organization on the structure morphology of the introduction test and the examination of the structure. The fatigue test at room temperature is 800℃, and the correlation between the 625 alloy stretched material and the half-width hardened material is recognized.このresultは, fatigue 労breaker time のhalf value width をmeasurement することで, fatigue 労 limit をpredicted できることをshows している.