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粒子衝突プロセスにおける特異な異種材固相接合現象の究明と常温付加加工への展開

异种材料在粒子碰撞过程中独特的固相键合现象及其在室温增材加工中的应用研究

基本信息

批准号：
21K03810
负责人：
亀山雄高
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo City University
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)微粒子ピーニングの速度条件が移着挙動に及ぼす影響について：　一般的な微粒子ピーニングの投射速度である100m/s弱と，本研究で比較対象と位置付けているコールドスプレー並みの投射速度である400～800m/sとで，スズ，亜鉛などの粒子をアルミ被処理材へ投射させて移着の発生を比較した．その結果，高速での投射（コールドスプレー模擬）では用いた粒子がその原型を比較的とどめた状態で移着しうるのに対し微粒子ピーニングではもともとの粒子から生成した微小な破片が移着に寄与していたことが解った．(2)微粒子ピーニングによって移着した成分が被処理材微視組織の変化に及ぼす影響について：　微粒子ピーニングの過程では，移着物が母材中に機械的に混合され，筆者らが「ラメラ状組織」と呼んでいる特異的な微視組織が形成される．このような組織が形成される過程の準その場観察を試みた．ピーニングを逐次中断しながら行い，その各段階でX線CTを用いて表面および内部における鋼由来の移着鉄成分の分布を非破壊的に調べた．この方法により，アルミ母材表面近傍に分布した移着物を検出することが可能であった．さらに，材料内部における移着物の移動の様子を可視化する見通しも得られた．また，ラメラ状組織外縁部における移着鉄成分とアルミ母材との微視的な界面接合強度の測定も行った．過去の科研費課題での研究成果との対比を通して，接合強度は微粒子ピーニングの過程で材料が受ける加工の程度によって支配されている可能性が見出された．(3)微粒子ピーニングにおける移着の発生メカニズムに対する解析的検討：　流体解析と粒子法シミュレーションによって，ノズルから投射される粒子を含む噴流の構造や試験片近傍での粒子の流れについてのシミュレーション方法を確立した．

(1)The velocity conditions of particles vary from movement to impact. The projection velocity of particles varies from 100m/s to 400 m/s. In this study, we compare the projection velocity of particles with the projection velocity of particles from 400 m/s to 800m/s. As a result, high-speed projection (simulation) is used to compare the prototype of the particle with the original state of the particle. (2)Microparticle particle migration is the process of transformation and influence of Weishi app tissue on the treated material. The migration is mechanical mixing in the base material, and the author thinks that "microparticle tissue" and "special Weishi app tissue" are formed. The process of tissue formation and the standard field observation are studied. X-ray CT of each stage is used to determine the distribution of iron components in the surface and interior of the steel. The method is to distribute the particles near the surface of the base material and to remove them from the base material. The movement of the object inside the material is visualized. The determination of interfacial bonding strength of Weishi app of base material by micro-inspection. The research results of past scientific research projects are compared with each other, and the possibility of joint strength and material processing is shown. (3)The analytical model for the evolution of micro-particle migration is discussed in detail below: fluid analysis and particle method. The analytical model for the evolution of micro-particle migration is established in detail below.