放射光白色X線を用いた鉄鋼材料内部のき裂イメージングと応力マッピング

Measurement of stress and imaging in the vicinity of fatigue crack in steel material using synchrotron radiation white X-rays

桐山 幸治; 柴野 純一*; 梶原 堅太郎*; 菖蒲 敬久  ; 鈴木 賢治*; 金子 洋; 西村 優*; 新居 恭征*; 三浦 節男*; 小林 道明*

Kiriyama, Koji; Shibano, Junichi*; Kajiwara, Kentaro*; Shobu, Takahisa; Suzuki, Kenji*; Kaneko, Hiroshi; Nishimura, Suguru*; Arai, Takayuki*; Miura, Setsuo*; Kobayashi, Michiaki*

鉄鋼材料の応力腐食割れ(Stress Corrosion Cracking: SCC)の機構解明には、溶接部近傍に内在する残留応力とそこで発生するき裂の進展状況を理解することが重要である。そこで、本研究では、SPring-8のビームラインBL14B1及びBL28B2において高エネルギー放射光白色X線を用いて人工的にき裂をいれた鉄鋼材料のき裂周辺部のイメージングと内部応力測定を行った。その結果、有負荷時のき裂開放状態において、イメージング画像によって試料内部のき裂を観察することができた。また、き裂周辺部の内部ひずみ分布を測定したところ、イメージング画像と整合のある結果が得られた。これより放射光白色X線を用いたイメージング技術と内部ひずみ測定技術を組合せて、総合的に解析することで鉄鋼材料の内部状態の理解に大変有効であるということがわかった。

Residual stress measurement is important to understand Stress Corrosion Cracking process. In this study, measurements of imaging and inner stress mapping around a crack-tip in steel material (alpha-Fe) have performed at beam-line BL14B1 and BL28B2 at SPring-8. The results showed that artificial cracking in the sample was clearly measured by imaging and that stress maps quite correspond to the result of imaging. Therefore, these methods are very effective tool for measurement of inner state of steel material.