成果報告書詳細
管理番号20110000000566
タイトル平成18年度~平成21年度成果報告書 平成18年度第2回採択産業技術研究助成事業 06A25501d 計算科学を援用したコールドスプレー法による火力発電用高温部材の革新的補修技術の開発 平成21年度最終
公開日2011/5/17
報告書年度2006 - 2009
委託先名国立大学法人東北大学小川和洋
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部
和文要約平成21年度は,粒子法の一種であるSPH法(Smoothed Particle Hydrodynamics Method)による粒子の付着解析を実施した.SPH法は,運動量保存則,エネルギー保存則などを表わす偏微分方程式をKernel 積分式によって近似的に解く手法であり,超大変形問題を扱うことが可能である.この手法により,粒子の付着,反発条件を求めた.併せて,粒子付着に最も重要な因子である粒子速度を粒子画像流速測定法により計測し,SPH結果と比較した.その結果,SPH解析と実験結果は良好な一致が認められ,粒子付着の臨界速度を求めることに成功した.この結果から,スプレー条件を実験で求めることなく,計算により予測することが可能になると考えられる.
さらに,得られた付着層の信頼性向上のため,スプレー後熱処理の最適化を行った.溶体化処理温度を1171℃と高温にすることで,析出強化相であるγ’が元の基材組織と同等レベルまで回復し,良好な機械特性を示すことが確認できた.
英文要約The adhesion analysis of the particle by SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method that was a kind of the particle method was executed in FY2009. The SPH method is a technique for approximately solving the partial differential equation that shows the momentum conservation law and the principle of conservation of energy, etc. by the Kernel integration equation. This method can deal with extra-large deformation problem. By using this method, the deposition and the repulsion conditions of the particles were obtained. And also, the particle velocity that was the most important factor for the particle deposition was also measured by using the particle image velocimetry, and it compared with the SPH result. As a result, the SPH analyses and the experiment results were admitted an excellent correspondence, and it is successful to obtain the critical velocity of the particle deposition. It is thought that it becomes possible to predict optimum spray condition by the SPH analysis without experiments. In addition, after spraying, heat-treatment was optimized for the reliability improvement in the obtained cold sprayed deposition. It was able to be verified that γ' precipitation strengthening phase recovered to virgin material level by high temperature solution heat treatment condition, namely 1171oC. As a result, an excellent mechanical property was obtained.
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