粒子衝突プロセスにおける特異な異種材固相接合現象の究明と常温付加加工への展開

异种材料在粒子碰撞过程中独特的固相键合现象及其在室温增材加工中的应用研究

基本信息

批准号：
21K03810
负责人：
亀山雄高
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)微粒子ピーニングの速度条件が移着挙動に及ぼす影響について：　一般的な微粒子ピーニングの投射速度である100m/s弱と，本研究で比較対象と位置付けているコールドスプレー並みの投射速度である400～800m/sとで，スズ，亜鉛などの粒子をアルミ被処理材へ投射させて移着の発生を比較した．その結果，高速での投射（コールドスプレー模擬）では用いた粒子がその原型を比較的とどめた状態で移着しうるのに対し微粒子ピーニングではもともとの粒子から生成した微小な破片が移着に寄与していたことが解った．(2)微粒子ピーニングによって移着した成分が被処理材微視組織の変化に及ぼす影響について：　微粒子ピーニングの過程では，移着物が母材中に機械的に混合され，筆者らが「ラメラ状組織」と呼んでいる特異的な微視組織が形成される．このような組織が形成される過程の準その場観察を試みた．ピーニングを逐次中断しながら行い，その各段階でX線CTを用いて表面および内部における鋼由来の移着鉄成分の分布を非破壊的に調べた．この方法により，アルミ母材表面近傍に分布した移着物を検出することが可能であった．さらに，材料内部における移着物の移動の様子を可視化する見通しも得られた．また，ラメラ状組織外縁部における移着鉄成分とアルミ母材との微視的な界面接合強度の測定も行った．過去の科研費課題での研究成果との対比を通して，接合強度は微粒子ピーニングの過程で材料が受ける加工の程度によって支配されている可能性が見出された．(3)微粒子ピーニングにおける移着の発生メカニズムに対する解析的検討：　流体解析と粒子法シミュレーションによって，ノズルから投射される粒子を含む噴流の構造や試験片近傍での粒子の流れについてのシミュレーション方法を確立した．

(1)关于细粒喷丸的速度条件对传递行为的影响：一般细粒喷丸的投射速度略小于100m/s，投射速度与冷喷涂相当，即本研究的比较对象是通过将锡、锌等颗粒以 400 至 800 m/s 的速度投射到待处理的铝上来比较粘附的发生情况。结果，在高速投影（冷喷涂模拟）中，所使用的颗粒可以在保持其原始形状相对完整的情况下进行转移，而在细颗粒喷丸中，原始颗粒产生的微小碎片有助于转移。我正在做。 (2)关于颗粒喷丸转移的成分对被处理材料微观结构变化的影响：在颗粒喷丸过程中，转移的物质被机械地混合到基材中，作者将其描述为“层状结构”形成了一种称为“”的特定微观结构。我们尝试对此类组织的形成过程进行准原位观察。喷丸以连续中断的方式进行，在每个阶段，使用X射线CT非破坏性地研究源自钢的转移铁成分在表面和内部的分布。使用该方法，可以检测分布在铝基材表面附近的沉积物。此外，还获得了可视化材料内部沉积物运动的前景。我们还测量了转移的铁组分与层状结构外边缘的铝基材之间的微观界面结合强度。通过与以往科研项目的研究结果进行比较，发现结合强度可能是通过颗粒喷丸过程中材料所经历的加工程度来控制的。 (3)颗粒喷丸迁移发生机理的分析研究：利用流体分析和颗粒法模拟，建立了喷嘴喷出颗粒射流结构和试件附近颗粒流动的模拟方法。做过。