Paper Abstract
論文抄録
日本ばね学会論文抄録純Ti 微子ピーニングによるばね鋼SUP12 表面へのTi リッチ層創製と回転曲げ疲労特性向上
号数
ばね論文集71号（2026）
該当ページ
P1-9
種類
論文
Formation of Ti-Rich Layer on Surface of SUP12 Spring Steels and Improvement of Rotating Bending Fatigue Properties Using Fine Commercially Pure Ti Particle Peening

純Ti 微子ピーニングによるばね鋼SUP12 表面へのTi リッチ層創製と回転曲げ疲労特性向上

執筆者
横山諒亮1)，平野詔三2)，伊藤秀和2)，野々一義2)，菊池将一3)
所属
1）静岡大学大学院，2）中央発條株式会社，3）静岡大学
Author
Ryosuke YOKOYAMA1), Shozo HIRANO2), Hidekazu ITO2), Kazuyoshi NONO2), Shoichi KIKUCHI3)
Belonging
1）Graduate School of Integrated Science and Technology, Shizuoka University，2）Chuo Spring Co., Ltd.，3）Shizuoka University

抄録

ばね鋼SUP12に常温環境で純チタン微粒子（CpTi）を用いたピーニング処理を施すことにより、CpTiを有する表面改質層を形成しつつ、ばね鋼の疲労特性を改善した。純チタン粒子ピーニング処理（CpTi-FPP）を施した鋼の表面ミクロ組織を評価するために、電子線マイクロアナライザーおよびびX線回折を用いて解析を行った。CpTi-FPP を施したばね鋼表面には、不均一な CpTi 微粒子移着層（Tiリッチ層）が形成された。また、CpTi-FPP を施したばね鋼に対して、大気中で回転曲げ疲労試験を実施した。その結果、CpTi-FPPによる圧縮残留応力の生起と表面硬さの上昇により、ばね鋼の疲労限度が向上することが明らかになった。さらに、疲労試験中の残留応力解放を考慮した修正グッドマン線図に基づいて、CpTi-FPP を施したばね鋼の疲労限度に及ぼす残留応力、表面硬さ、表面性状の複合効果について定量的に検討を加えた。提案した手法により、CpTi-FPP を施したばね鋼の疲労限度を10% の誤差範囲内で推定できることが明らかとなった。

Summary

Improved fatigue property was obtained by CpTi（ commercially pure titanium） shot peening under ambient　conditions to form surface modified layer having CpTi. Steels treated by fine CpTi particle peening　（CpTi-FPP） was assessed using electron probe microanalysis and X-ray diffraction to characterize the　surface microstructure. Inhomogeneous CpTi particles transferred layer （Ti-rich layer） was formed on　the spring steel surface treated by CpTi-FPP. Rotating bending fatigue tests were conducted for CpTi-FPP treated spring steels in ambient air. It was found that CpTi-FPP strengthens the fatigue limit due　to generation of compressive residual stress and improvement of surface hardness. In addition, combined effects of residual stress, surface hardness and surface morphology on the fatigue limit of the CpTi-FPP treated steel were quantitatively investigated based on a modified Goodman diagram considering　residual stress relaxation during fatigue tests. The proposed method can achieve the fatigue limit estimation of the CpTi-FPP treated spring steel within the range of 10％ error.

Keyword

Spring steel, Fatigue, Fine particle peening, Particle transfer, Residual stress, Commercially pure titanium