ホット・ダイナミック・コンパクションにおける熱エネルギー効果の解明

阐明热强实中的热能效应

• 批准号: 07750801
• 负责人: 外本 和幸
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750801/
• 关键词: 粉末衝撃固化; ホット・コンパクション; 水中衝撃波; 高エネルギー速度加工; 粉末冶金

本研究では、高温で爆発実験のできる遠隔操作可能な自動化システムを新しく製作し、水中収束衝撃波発生装置を用いたダイナミック・コンパクション実験を行った。ここでは初期加熱温度及び粉末粒子径を変化させて、接合を助ける粒子間の溶融状況について熱力学的考察を行った。高速度鋼粉末を用いた実験では、温度の上昇および粒子径の増加とともに溶融割合は増加した。温度の上昇は溶融を生じさせるのに必要とされるエネルギー量を低下させることができる。また粒子径の増加は、粒子表面の溶融部が内部の非溶融域から冷やされるまでの熱平衡時間を増加させる。これらの効果によって溶融割合の変化が生じたことが推察された。熱力学的考察によると、衝撃圧力と体積変化から推察された材料内に与えられたエネルギーの8分の1〜3分の1程度が溶融に消費されたと考えられ、その変換効率は加熱温度が増加するとともに上昇することが示された。溶融部は非常に急速に加熱、冷却されたことによって非常に微細な結晶組織が生じていた。これに加えて材料内を衝撃波が通過することによって材料が硬化し、得られた衝撃固化材の硬度は素材の硬度以上の値を示した。特に薄い溶融組織は、急冷微細化された組織によって、周辺部よりかなり高い硬度値を示した。また材料粉末の加熱は、溶融部と非溶融の粉末内部の間における温度の不均衡を小さくすると考えられ、常温で行った実験でみられた熱応力により生じたと思われる割れは、高温の実験ではほとんど認められなかった。

This study で は explosion, high temperature で 発 be 験 の で き る remote operation can な automation シ ス テ ム を new し 収 beam rushed く し making, water shock wave 発 を raw device with い た ダ イ ナ ミ ッ ク · コ ン パ ク シ ョ ン be 験 を line っ た. こ こ で は initial heating temperature and び を powder particles diameter variations change さ せ て, jointing を け る の between particles melt condition に つ い thermodynamic investigation を line っ て た. High-speed steel powder を is subjected to を た experiment で, temperature <s:1> rise および particle size <e:1> increase とと に に に に melting and cutting <s:1> increase <s:1> た. Temperature rising の は melt を raw じ さ せ る の に necessary と さ れ る エ ネ ル ギ ー low quantity を さ せ る こ と が で き る. The また particle diameter <e:1> increases, the <s:1> dissolved part が on the particle surface and the <s:1> undissolved domain inside the particle ら ら the cold やされるまで <s:1> the thermal equilibrium time を increases させる. The results of <s:1> fusion and transformation が give rise to じた とが とが to infer された. Thermodynamic investigation に よ る と, strong shock pressure と volume variations change か ら push examine さ れ た material inside に with え ら れ た エ ネ ル ギ ー の 8 points 1 ~ 3 の の 1 degree が melt に consumption さ れ た と exam え ら れ, そ の は heating temperature が raised - in sharper rate plus す る と と も に rise す る こ と が shown さ れ た. Melt は incredibly に に heating, cooling rapidly さ れ た こ と に よ っ て born very に subtle な crystallization organization が じ て い た. こ れ に plus え て inside material を blunt shock wave が through す る こ と に よ っ て が hardening し, from materials ら れ の た blunt shock curing material hardness の は material hardness above の numerical を shown し た. The に thin <s:1> molten microstructure <e:1>, rapidly cooled fine-grained された microstructure によって, peripheral 辺 part よ な な な and <s:1> high <s:1> hardness value を show た た. ま た material powder の heating は, melt と not melt の powder between internal の に お け temperature の る を small さ く す る と exam え ら れ, normal temperature で っ た be 験 で み ら れ た hot 応 force に よ り raw じ た と think わ れ る cut れ は, high-temperature の be 験 で は ほ と ん ど recognize め ら れ な か っ た.

项目成果

K.Hokamoto et al.: "Hot Shock Consolidation of Difficult-to-Consolidate Powders Using Converging Underwater Shock Wave" Proc.EXPLOMET'95. (in Press).

K.Hokamoto 等人：“使用会聚水下冲击波对难以固结粉末进行热冲击固结”Proc.EXPLOMET95。

外本和幸 他5名: "水中集束衝撃波を利用した粉末のホット・ダイナミック・コンパクション" 第45回塑性加工連合講演会講演論文集. 85-86 (1995)

Kazuyuki Tonomoto 等 5 人：“使用水下聚焦冲击波对粉末进行热动态压实”第 45 届塑料加工联盟会议记录（1995 年）。

外本和幸 他5名: "水中収束衝撃波を利用した硬質粉末の高温衝撃固化成形" 第36回高圧討論会講演要旨集. 83 (1995)

Kazuyuki Tonomoto 等 5 人：“利用水下会聚冲击波的硬粉高温冲击固化”第 36 届高压研讨会摘要 83（1995 年）。