− 21 −塑性加工塑性加工AF-2015013一般研究開発助成AF-2015014一般研究開発助成セラミックス塑性加工電場，セラミックス，構造材料，高温変形YOSHIDA.Hidehiro@nims.go.jp冷間鍛造，強度評価冷間鍛造，複合硬化モデル，移動硬化モデル，ステンレス鋼hayakawa.kunio@shizuoka.ac.jp物質・材料研究機構 機能性材料研究拠点 外場制御焼結グループ主幹研究員静岡大学工学部 機械工学科教授吉田 英弘早川 邦夫電場制御によるセラミックスの低温超塑性加工技術の開発移動および複合硬化則の多段鍛造工程シミュレーションへの適用に関する研究代表的なエンジニアリングセラミックスである正方晶ZrO2多結晶体系酸化物セラミックスを対象とし，(1)電場下で高温機械試験を実施するための装置開発，ならびに(2)電場下における酸化物セラミックスの高温変形挙動の調査を行った．その結果，1000℃以下の温度でも高電圧を印加することでセラミックスを流れる電流が急激に増加し，変形応力は顕著に減少することが分かった．この応力の減少は，ZrO2中のイオン拡散が電界の働きで促進された結果であると解釈される．さらに，引張り試験においても高圧直印加状態で機械試験を行うことに成功し，温度1000℃で26%の塑性変形を生じせしめることに成功した．今後，さらに通電条件を検討するとともに通電の効果を明らかにすることで，セラミックスの新たな塑性加工法として工業的な実用化が図られると期待される.鍛造に用いられるステンレス材料のバウシンガー効果を明らかにするため，圧縮時の座屈挙動を緩和する為に工夫されたジグを考案し実験を行い，複合硬化および移動硬化則の材料パラメーターを取得した．それを用いてステンレス鋼製ボルトの多段階冷間鍛造加工に対するシミュレーションを実施した．鍛造された形状については，実験と解析で良い一致が見られた．鍛造シミュレーションの後のボルトの強度評価を，鍛造解析の後に引き続き引張り解析を行うことで評価した．その結果，による解析では，実際のボルトの強度に近い値を得ることができた．一方，等方硬化則では危険側予測となった．さらに，移動硬化モデルによる寸法予測精度を調査するため，ボルトとおなじステンレス鋼を用いて，冷間前方押出し加工における直径変化の実験および解析を行った．その結果，移動硬化モデルの方が等方硬化モデルよりも高精度に予測できることがわかった．
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