[0029]ショットピーニング  深さ方向の応力分布測定


X線残留応力測定センター info@x-rsmc.com は、鋼とアルミを対象に安価かつ短納期の応力測定サービスをご提供しています。コロナでも対面ナシで営業中です。
その中でもショットピーニング、ショットブラストをはじめとするピーニング 後の応力分布測定は、ご要望の多い測定です。ポイントは、キレツが進展する深さで十分圧縮応力が確保されてるかどうかです。

ピーニング後の測定チェックポイント
 項目ポイント 
 測定の目的
 鋼種 組織、結晶粒サイズ、集合組織
 材料履歴 熱処理 機械加工
 表面の状態 錆、メッキ
 ピーニング条件 最大応力深さ推定
  

例 ピーニングの条件から最大応力深さを推定して電解研磨の条件を決めます。

[0120] 微粒子ショットピーニングの例

円筒形のΦ15mmのサンプルを全面電解研磨してショットピーニング(微粒子)の応力を測定しました。約5μm刻みでの測定をしています。表面は-1400MPa(圧縮)ですが、内部は急激に緩和しているのがわかります。最新の研究では、特に初期のキレツの抑制に効果があるそうです。

当社開発の電解研磨装置使用です。


このような電解研磨をしながら測定する際には、電解研磨で除去された層の影響を計算する必要があります。

電解研磨を繰り返して得られる応力は、電解研磨した層があった時の応力分布と変わるはずですがどのくらい変わるのか計算してみました。
サンプルは、Φ15mmX20mmの円筒形で表面は、-1600MPaで深さ40μmで応力が0となると仮定します。

修正 -1600MPa (圧縮)です。

計算結果 電解研磨した時の実測値に対する補正量です。


補正量は、最大 6.4MPaで、これなら実用上補正は必要ありません。
計算をしてみると表面40μmに入っている強烈な圧縮応力をサンプル20mm全体でバランスしているので補正量は非常に小さくなります。
応力が入っている部分対入ってない部分の比が1:500なので補正量もマイルドになります。  

出典

Residual Stress

Measurement by Diffraction and Interpretation

  • Dr. Ismail C. Noyan, 
  • Prof. Jerome B. Cohen
  • ISBN: 978-1-4613-9571-3

    P206-207 に 6.9 Corrections for Layer Removal