格子定数の不要な中性子応力測定法の実用材料への応用

Application of neutron stress measurement method without stress-free lattice constant to practical material

鈴木 裕士  ; 盛合 敦; 皆川 宣明*; 森井 幸生

Suzuki, Hiroshi; Moriai, Atsushi; Minakawa, Nobuaki*; Morii, Yukio

中性子応力測定の従来法では、格子ひずみを計算するために、無ひずみ状態の格子定数を正確に把握する必要がある。著者らは、粉末や焼なまし試料などの標準試料を用いて測定した格子定数を用いることなく、三軸残留応力を評価できる中性子応力測定法を開発した。本研究では、この提案した方法を用いて溶接材の残留応力分布を測定した。まず始めに、溶接材料から切り出した小片試料を用いて、溶接材料の格子定数分布を測定した。その結果、HAZ部(熱影響部)に生じたマルテンサイト変態のために、溶接部近傍において格子定数が大きくなる傾向が確認された。提案した方法により評価した格子定数分布もまた、溶接部近傍において大きくなる傾向を示し、また、格子定数の絶対値は、小片試料のそれとほとんど同じであった。したがって、格子定数の分布が存在するような材料であっても、提案した方法を用いることで、格子定数を推定できると考えられる。従来法及び提案した方法により残留応力分布を評価した。その結果、提案した方法により決定した残留応力分布は、従来法により求めた残留応力分布とほとんど同じであった。したがって、提案した方法は、複雑な残留応力状態を有する材料においても、残留応力分布を正確に決定できると考えられる。

In a conventional method of a neutron stress measurement, it is required to know the stress-free lattice constant accurately. A new stress measurement method, which does not need the lattice constant of the strain-free material, was applied to evaluate the residual stress distributions in welded sample. The lattice constant distribution which was measured by using our proposed method showed an increase as close to the weld zone, and the absolute value of the lattice constant almost agreed with the lattice constant which was measured using coupons cut from welded sample. Therefore, it is possible to predict the lattice constant by using our proposed method. The residual stress distributions were evaluated by using conventional method and our proposed method. As a result, the residual stress distributions decided by our proposed method almost agreed with those measured by conventional method. This proposed method can be applied to determination of the residual stress states in the samples with the complex residual stress states.