Evaluation of subsurface distribution of residual stress in austenitic stainless steel using strain scanning method

ひずみスキャニング法を用いたオーステナイトステンレス鋼の表面近傍の残留応力分布評価

菖蒲 敬久  ; 小西 啓之; 水木 純一郎; 鈴木 賢治*; 鈴木 裕士  ; 秋庭 義明*; 田中 啓介*

Shobu, Takahisa; Konishi, Hiroyuki; Mizuki, Junichiro; Suzuki, Kenji*; Suzuki, Hiroshi; Akiniwa, Yoshiaki*; Tanaka, Keisuke*

粗大粒や集合組織を持つSUS304Lオーステナイト系ステンレス鋼の表面にショットピーニングを施した材料の表面下の残留応力分布を評価するためにひずみスキャニング法を適応した。SPring-8内BL22XUにおいて測定を行った。エネルギーは70.14keV,ビームサイズは20.2mm,受光側にGe(111)アナライザを用いた。試験片にはSUS304Lの焼鈍材とショットピーニング材で20205mmの角材を使用し、その粒サイズは37mだった。十分な数の結晶粒からの回折を得るために、試料に対して並進,回転,あおりなどの揺動を加えた。その結果、並進揺動を行うことで正確な応力分布が得られることがわかった。本揺動と表面効果の補正を加えることで、ショットピーニングを施したオーステナイト系ステンレス鋼の表面から内部の残留応力分布を決定することに成功した。

The strain scanning method was applied to the evaluation of the subsurface distribution of the residual stress beneath the shot-peened surface of an austenitic stainless steel SUS304L which had coarse grains and preferred orientation. The experiment was performed at beam line BL22XU at SPring-8 using monochromatic X-rays of 70.14 keV and a Ge (111) analyzer. The specimens were annealed or shot-peened and the grain size was about 0.037mm. In order to obtain the diffractions from an enough number of grains, various types of oscillation methods, which were translation, rotation and tilting of the specimen, were examined. The translational oscillation was found to be enough to obtain the accurate strain distribution. By combining the translational oscillation method with the correction to the surface aberration, the subsurface distribution of the residual stress of shot-peened austenitic stainless steel was successfully determined.