Study on deformation mechanism of shot-peening by modeling with single crystals

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本研究は，単結晶を用いることでショットピーニング(SP)にて生じる諸現象を単純化し，SPによる加工組織相安定性変化や加工表面における塑性変形メカニズムを究明することを目的としている．それを達成するために「【課題1】純Fe，純CuおよびFe-33%Ni合金の単結晶作製」，「【課題2】SPによる圧縮残留応力にて生じる加工組織の相安定性変化の究明」および「【課題3】SPによる加工表面の塑性変形メカニズムの究明」を主な課題としている．2022年度は，主に課題2および課題3を実施した．【課題2】SPを施したFe-33%Ni合金に対して加熱あるいは冷却を行うことで，SPに伴うT0点((Ms+As)/2)の変化を調査した．その結果，投射圧力0.6MPaおよび投射時間30minでSPを施したFe-33%Ni合金のT0点は，SPを施していないFe-33%Ni合金に比べて約50℃低下していた．さらに，SPにてT0点が低下する理由を熱力学の観点から検討した結果，このT0点の低下はSPにて生じた圧縮残留応力に起因することが明らかとなった．【課題3】加工面に{001}，{011}および{111}の結晶面方位を持つ純Cu単結晶にSPを施し，加工面に形成する集合組織を調査した．その結果，加工面の結晶面方位に関わらず，すべての試料において加工面に{011}繊維集合組織が形成した．この集合組織は純Cu多結晶で得られた集合組織と一致している．この純Cu単結晶へのSPに伴う集合組織の変化から，SPで形成した集合組織はSPに伴う単軸圧縮変形に起因することが明らかとなった．さらに，本研究では，SPを施した純Al多結晶およびAl-Mg合金多結晶に形成する集合組織についても調査し，SPにて加工面に形成する集合組織が積層欠陥エネルギーにも依存することも見出した．