簡易延命手法のき裂/焼結体界面の最適設計と高サイクル疲労特性向上

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【具体的内容】補修時の応力をパラメータとして変化させ補修を行なった.補修した試験片に対して組織観察，破面解析を行った，ボイド・析出物の大きさ，形状，分布の応力依存性を明らかにした.有限要素法解析技術を用いて 補修時の荷重をパラメータとし，解析を行った．解析後は熱電対の計測により，解析と実験誤差を調査した．補修時のき裂位置毎における温度・応力を可視化し，ボイド・析出物の応力依存性を解明した．最も微視的損傷が少ない補修温度を採用し補修を行なった.さらに研磨，その場観察疲労試験，破面解析を行った．最終的には，疲労き裂発生寿命，疲労き裂進展寿命を伸ばすことに成功した．【意義】プラズマ粒子補修法の効果的な補修においては，き裂発生過程を抑制することが重要である．特に焼結体とき裂面の界面剥離を抑制することで，き裂発生過程を抑制し，延命効果が大幅に上昇することを期待された．界面剥離を決定する因子は，き裂焼結体界面もしくは焼結体内部の「ボイド・微小 欠陥」と「析出物形成・元素偏析」が考えられる.これらによって界面強度，焼結体強度， 粉末層の巨視的な塑性変形能が決定される.ボイド・微小欠陥は巨視的にはき裂/焼結体未接合面積に対応する.微視的にはき裂/焼結体の界面および焼結体中に存在するボイドサイズ・分布に対応する.そこで，それを最小化するような補修温度や補修時の応力分布の可視化を行なった．【技術的な課題】一方で，補修時は500度に試験片は加熱されるが，き裂面の温度分布，応力分布を計測することが難しい．そこで，有限要素法を用いて温度分布，応力分布を可視化した．