転がり疲れに及ぼす材料中の水素の影響

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本研究では,潤滑表面における気体成分の働きに着目し,転がり疲れに及ぼす水素の影響を検討した.具体的な課題として,潤滑油膜の破断に関係する気体性キャビテーション,繰返し接触面で起こる水素の浸入現象を設定した.昨年度に引き続き,雰囲気が制御できるチャンバ内で潤滑下の点接触滑り試験,繰返し点接触試験を行った.その結果,以下の結果が得られた.(1)弾性流体潤滑膜の後方に発生するキャビティーは,2段階の成長過程を示す.それぞれの成長段階における成長機溝は異なっており,そのモデルを提案した.(2)第1段階における成長は,成長速度が速く,その形状は急速な溶解気体の析出を示す.また,成長後のキャビティー長さは,滑り速度,潤滑油粘度,雰囲気圧力の影響を受ける.接触域後方に発生する負圧の計算や分子動力学法による解析から,この段階における成長が負圧領域と関係することが分かった.(3)第2段階における成長では,第1段階よりも成長速度が小さく,徐々に長くなる.また,キャビティー長さは,滑り速度,潤滑油粘度,雰囲気気体,雰囲気温度,雰囲気圧力,表面張力の影響を受ける.この段階での成長はキャビティー内への溶解気体の放散と関係しており,放散量を計算することにより,その成長を再現できることが分かった.(4)水素中での繰返し接触試験後において,接触表面における浸入水素量は,空気,真空中の試験後の水素量よりも高くなった.(5)水素中での実験において,接触部での浸入水素量は非接触部での水素量よりも高くなった.(6)浸入水素量への接触圧力の影響は明確に見られなかった.