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2014-5

レーザー加熱法によるサーメットの熱衝撃試験と解析


技術のポイント

耐熱衝撃性が高いサーメット材料の熱衝撃特性に関する評価手法を開発し、破壊メカニズムを解析した

応用研究


背景
過酷な熱環境下で使用される切削工具などのサーメット材料は、局所的に加熱冷却されるため、耐熱衝撃特性が重要となる。しかし、高い耐熱衝撃特性を有する材料の評価手法は確立されていない。

目的
急速加熱によるクラック発生を利用して、耐熱衝撃特性を評価できることを提案し、本研究ではクラック発生メカニズムについて検討。

成果
(1) AE信号を用いることで破壊を計測することを可能にした。
(2) サーメット材料の熱衝撃破壊挙動を明らかにした。
(3) レーザーを用いた急速加熱により、耐熱衝撃性の高いサーメット材料の耐熱衝撃特性を比較することを可能にした。


・モデル材料:サーメット (Ti,Mo)(C,N)-Ni  ・実験条件:レーザー加熱  ・評価特性:AE信号、FEM

・熱流束一定試験法:セラミックスなど脆性材料では外周部の引張り応力で破壊
・本試験方法:レーザー照射直下、冷却時にクラック発生
・弾塑性体を仮定したFEM解析:クラック発生のメカニズムを解析
図1. 装置概念図
図2. 発生クラック
図3. クラック発生時のAE
図4. サーメットの耐熱衝撃特性比較



期待される適応分野
工具材料(切削工具など)の熱衝撃損傷評価
金属材料の耐ヒートクラック性の評価



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