キャビテーション噴流による機械材料表面への高耐食性不動態層生成

使用空化射流在机械材料表面形成高度耐腐蚀的钝化层

• 批准号: 09750092
• 负责人: 祖山 均
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750092/
• 关键词: 耐食性; 表面改質; 不動態層; 腐食電位; キャビテーション; 噴流; 炭素鋼; 残留応力; X線回析; 機械材料

本研究は,通常流体機械に損傷をもたらすキャビテーションを,キャビテーション噴流を用いて制御して機械材料表面に直接的に耐食性不動態層を生成して,その不動態層を定量的に評価することを目的としている。本年度は,平成9年度の研究成果を踏まえて,耐食性不動態層の生成および評価について以下の研究を実施した。1. 耐食性不動態層の評価 耐食性不動態層の程度を示す物理量として,イオン交換水中での腐食電位を用いることを見出し,キャビテーション噴流にさらした試験片の耐食性を評価した。また試験片表面をカラーフィルムで光学顕微鏡撮影し,そのネガから設備備品費で購入したフォトスキャナによりデータを入力して画像処理し,耐食性向上を評価した。2. 最適加工条件の確立 キャビテーション噴流による耐食性不動態層の生成に及ぼす因子の把握および,最適加工条件の確立を目的として,種々の条件のキャビテーション噴流を炭素鋼表面に噴射して不動態層を生成し,上記のイオン交換水中の腐食電位を耐食性を表す指標として,不動態層の耐食性を評価した。その結果,不動態層は,キャビテーション係数(ノズル下流側圧力とノズル下流側圧力の比),スタンドオフ距離(ノズルと被加工面までの距離),被加工面上での噴流軸中心からの距離,噴射時間などにより変化し,それぞれ最適値が存在することを明らかにした。また設備備品費で購入した純水用電気伝導率計を用いて水質をモニタし,水質の影響も調べた。メカノケミカル的な観点から,キャビテーション衝撃力を自作したセンサにより計測して,衝撃力と耐食性向上の関係を明らかにし,残留応力の計測も行った。

这项研究旨在通过控制空化来定量评估钝化层，这通常会损坏流体机，并使用空化飞机直接在机器材料表面上直接生成耐腐蚀的钝化层。今年，考虑到1997年的研究结果，对抗腐蚀腐蚀层的形成和评估进行了以下研究评估。还使用彩色膜通过光学显微镜拍摄了测试样品的表面，并使用以设备和设备成本购买的照片扫描仪输入负数据，并进行了图像处理以评估耐腐蚀性的改善。 2。建立最佳加工条件以掌握影响抗腐蚀腐蚀层的因素，通过空化射流并建立最佳的处理条件，在各种条件下喷射了在碳钢表面上喷射的空穴射流以产生钝化层，并使用腐蚀量的腐蚀性在腐蚀层中产生腐蚀层的腐蚀性。结果，据揭示了钝化层取决于空气系数（喷嘴的压力下游的压力与喷嘴的下游压力），隔离距离（喷嘴和要处理的表面之间的距离），以及与射流轴的距离的距离，以及在此处的射流轴中心，以及在此处处理的时间等。还使用电导率计监测水质，以用于在设备和设备成本上购买的纯水，还检查了水质的影响。从机械化学的角度来看，使用自制传感器测量空化冲击力，以阐明撞击力与耐腐蚀性之间的关系，并测量了残留应力。

项目成果

祖山 均 (石川陽一, 坂真澄, 阿部博之): "キャピテーション噴流による炭素鋼S45Cの耐食性の向上" 第9回キャビテーションに関するシンポジウム講演論文集. 27-30 (1997)

Hitoshi Soyama（Yoichi Ishikawa、Masumi Saka、Hiroyuki Abe）：“通过人头喷射提高碳钢 S45C 的耐腐蚀性”第 9 届空化研讨会论文集 27-30（1997 年）。

祖山 均(浅原将人,坂真澄): "キャビテーション噴流が機械材料の耐食性に及ぼす影響" 日本機械学会東北支部第34期総会・講演会講演論文集. (発表予定). (1999)

宗山仁（浅原正人、坂真澄）：《空化射流对机械材料耐腐蚀性的影响》日本机械工程学会东北分会第34次大会论文集及讲座（待发表）。 ）

祖山 均 (朴貞道, 坂真澄, 阿部博之): "キャピテーション噴流によるステンレス鋼の残留応力改善" 第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 184-188 (1997)

Hitoshi Soyama（Jungmichi Park、Masumi Ban、Hiroyuki Abe）：“通过人头喷射改善不锈钢中的残余应力”第 9 届断裂力学研讨会论文集 184-188（1997 年）。

祖山 均: "キャビテーション噴流による材料試験と表面改質" 材料. 47・4. 381-387 (1998)

Hitoshi Soyama：“使用空化射流进行材料测试和表面改性”材料47・4。

祖山 均: "非定常圧力計測と噴流による材料表面改質への適用" 日本機械学会講習会実験流体力学教材. 97-66. 51-56 (1997)

Hitoshi Soyama：“非稳态压力测量及其在使用喷射流的材料表面改性中的应用”日本机械工程师学会实验流体动力学材料97-66（1997）。