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

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

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。

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。

(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

? 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