多数圧子押込みされた部分安定化ジルコニアセラミックス表面層の残留応力

概要

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部分安定化ジルコニアセラミックスは高い硬度と強度、耐食性などのため機械構造材料、食品加工部材、生体材料などに利用されている。それらは、焼結後に研削加工が施され良好な表面に仕上げられるが、その際に生じる残留応力などの加工変質が部品の強度や精度に大きな影響を与えるものとなっている。本研究では、応力誘起の相変態を生じるこの材料に対する研削残留応力の大きさと深さの予測を目的として、研削時の残留応力生成機構をモデル化した多数ビッカース圧子押込みを材料表面に対して行っている。多数圧子押込み面の残留応力を(1)X線解析によって実験的に測定する、(2)押込みの弾塑性応力解析から推定する、(3)応力誘起の相変態による体積膨脹から推定することを行い、それぞれを比較検討した結果、以下のことが明らかになった。(1)その残留応力は、押込み条件と材料特性を与えたとき、圧縮降伏応力の圧力硬化を考慮した弾塑性の応力解析により概略推定することが出来る。(2)相変態による残留応力の全体に対する寄与は約65%である。残りは正方晶の塑性変形によるもので、相変態によるものより深くまで存在している。
近畿大学の論文