電磁誘導加熱を用いた熱処理による金属疲労回復システムに関する研究

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ステンレス鋼SUS304に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼は、家庭用品から原子力製品まで幅広く使われている。オーステナイト系ステンレス鋼は、室温ではオーステナイト単相であり、非磁性であるが、応力を受けることによってマルテンサイト相へと相変態する。マルテンサイト相は、磁性をもつので、磁気的なセンサを用いることによって、その変態量を定量的に検出することが可能である。つまり、オーステナイト系ステンレス鋼材の疲労状態を、磁気的なセンサによって定量的に評価することが可能である。このように磁気的なセンサにより疲労状態を評価したオーステナイト系ステンレス鋼材に対して、更に電磁誘導加熱を用いて熱処理を施し、その疲労状態を緩和あるいは回復する手法を確立しようとするのが本研究の概要である。昨年度までは、4種類のオーステナイト系ステンレス鋼SUS304,SUS304L, SUS316,SUS316Lに対して、ひずみ変形と磁気信号との相関、および変形がない状態での疲労応力印荷回数と磁気信号の相関を明らかにしてきた。原子力発電所など劣悪環境下において用いられる耐腐食性の高いSUS316Lおいても磁気的な信号を用いて疲労状態をモニタリング出来る可能性を得ることができた。本年度は、熱処理により、オーステナイト系ステンレス鋼の疲労回復についての検討を行った。熱処理によりオーステナイト系ステンレス鋼の機械的特性が変化することは明らかであるが、疲労回復に繋がる熱処理の条件を見出すことは困難であった。オーステナイト系ステンレス鋼の疲労回復を可能とする熱処理条件を決定するためには、今後さまざまな熱処理条件下で試験片を処理した後、継続して疲労試験を行っていく必要がある。そのためには多くに疲労試験片が必要である。今研究の実用化を目指すため、今後継続して本研究を遂行していく。