放射光白色X線を用いたオーステナイト系ステンレス鋼の内部ひずみ測定法の検討

Study of strain measurement of austenitic stainless steel using synchrotron white X-ray

桐山 幸治; 柴野 純一*; 菖蒲 敬久  ; 鈴木 賢治*; 西村 優*; 金子 洋

Kiriyama, Koji; Shibano, Junichi*; Shobu, Takahisa; Suzuki, Kenji*; Nishimura, Suguru*; Kaneko, Hiroshi

原子炉材料で用いられているオーステナイト系ステンレス鋼は50100mの粗大粒からなり、集合組織を持つため、X線回折法を原理として微小領域のひずみを測定する従来の手法では、応力(ひずみ)測定が困難であることが予測されていた。そこで本研究では、オーステナイト系ステンレス鋼に対して、同じ測定領域の複数の回折面情報が同時に得られる放射光白色X線応力測定法の有効性を検討した。試験片にはオーステナイト系ステンレス鋼SUS304を用いた(測定部:厚さ5mm)。測定の結果、回折面に依存するヤング率Ehklが類似する-Fe(311), (420), (622)面の平均ひずみ分布を求めたところ、測定精度に起因する特異点が見られたが、粗大粒の影響が緩和されて、予測されるひずみ分布に近い結果が得られた。ゲージ体積内での粒分布や回折面ごとでの測定精度の違い、d0の精度などが今後の検討課題として残されるが、今回の結果から弾性率の回折面依存性を考慮した複数の回折面のひずみ平均値をとることで粗大粒組織を持つオーステナイト系ステンレス鋼の内部ひずみ分布が測定できる可能性が示された。

Austenitic stailess steel consist of large grains about 50 to 100 m in size. Therefore, it is difficult to measure strain of the steel using X-ray diffraction. In this study, a new analysis method applied to X-ray profiles of the steel by using synchrotron white X-ray. The results showed that average strain mapping of austenitic Fe(311), (420), (620), which are similar Young modulus, was suitable to predicted that, althogh strain mappings by using single planes were not reasonable. This suggested that it would be possible to measure strains in small area, for example crack tips, at austenitic stainless steel.