号数	ばね論文集 67 号（ 2022 年）
ページ数	pp.75-82
種類	論文
論文名	ピーニング処理された浸炭鋼の回転曲げ疲労特性に及ぼす圧縮残留応力分布の影響
Title	Effect of Residual Stress Distribution on the Rotating Bending Fatigue Properties of Shot Peening Treated Carburized Steel
著者	辻　俊哉1)，小林祐次1)，政木清孝2)
Author	Toshiya TSUJI1), Yuji KOBAYASHI1),Kiyotaka MASAKI2)
抄録	疲労き裂発生挙動ならびに2×107回疲労強度に及ぼす試験片内部の残留応力分布の影響を調査するため、いくつかの条件でショットピーニング処理された浸炭処理SCM420H鋼を用いて回転曲げ疲労試験を行った。残留応力分布が、試験片内部でピークを生じ試験片表面でピークよりも低下するS型分布の場合、試験片は高応力負荷で表面起点型、低応力負荷で内部起点型破壊を生じる。その表面起点型破壊と内部起点型破壊の境界応力の下限値は、表面から発生したき裂が内部で残留応力ピークを生じている領域を通過できる応力である。一方で、多くのSP処理材は破面上で明瞭なフィッシュアイが確認できる内部起点型破壊を生じた。そのき裂発生起点は硬化層よりも深い領域で発生する粒内割れであった。SP処理材の2×107回疲労強度は、残留応力分布が浅い場合にはき裂発生下限界であると推測された。さらに、残留応力分布が深い場合には、き裂進展下限界であると推測された。
Abstract	In order to investigate the effect of residual stress distribution pattern in the specimen on the fatigue crack initiation behavior and fatigue strength at 2×107 cycles, rotating bending fatigue tests were conducted for carburized SCM420H steels treated with several shot peening conditions. In the case of a specimen having a S-type residual stress distribution in which a peak residual stress exists inside the specimen and the surface residual stress is smaller than the peak residual stress, the specimen fractures in surface fracture type under high stress load and in internal fracture type under low stress load. The boundary stress between surface and internal fracture type is the lower limit stress at which the surface crack can proceed through the depth where the peak of the residual stress exists. On the other hand, most of the SP-treated specimen fractures in internal fracture type and clear fish-eye pattern was observed on the fracture surface. And the crack initiation site was at the location of transgranular cracking that occurred in a region deeper than the hardened layer. It was predicted that the fatigue strength at 2 ×107 cycles of SP treated specimen corresponds to the crack generation limit when the residual stress peak position is relatively shallow. Furthermore, it was predicted that the fatigue strength at 2×107 cycles corresponds to the crack propagation limit when the residual stress peak position is relatively deep.
著者の所属	1)新東工業株式会社 2)沖縄工業高等専門学校
Belonging	1)SINTOKOGIO, LTD. 2)National Institute of Technology, Okinawa College
Key Words	Shot Peening, Carburized Steel, Residual Stress Distribution, Rotating Bending Fatigue