中性子回折法による溶接残留応力測定精度に関する考察; 無ひずみ状態の格子定数の影響

Discussion on accuracy of weld residual stress measurement by neutron diffraction; Influence of strain free reference

鈴木 裕士  ; 秋田 貢一

Suzuki, Hiroshi; Akita, Koichi

中性子回折法により高精度応力測定を実現するには、無ひずみ状態の格子定数を精確に評価する必要がある。本研究では、オーステナイトステンレス鋼SUS304及び低合金鋼A533Bの異種溶接材を対象として、評価の観点から中性子応力測定精度を定量的に評価した。溶接試験片から切り出した無ひずみ標準試料やスライス試験片を用いた格子定数評価により、複数の回折の平均格子定数は、第二種ひずみがキャンセルされた無ひずみ状態の格子定数として評価され、また、フェライト211回折及びオーステナイト311回折は、第二種ひずみの影響を軽減するうえで最適な回折と評価された。本研究で得られたを用いてスライスした溶接試験片の残留応力分布を評価した結果、ひずみゲージで測定した残留応力分布に比べて、精度の高い結果が得られた。以上から本研究をまとめると、精確な評価,測定条件の最適化,得られた結果の多角的な評価が、中性子回折法による残留応力測定の精度向上に対して重要な役割を果たすことがわかった。

It is required to evaluate a strain-free reference, , to perform accurate stress measurement using neutron diffraction. In this study, accuracy of neutron stress measurement was quantitatively discussed from evaluations on a dissimilar metal butt-weld between a type 304 austenitic stainless steel and an A533B low alloy ferritic steel. In the lattice constant evaluation using a standard specimen and a sliced specimen taken from the dissimilar metal butt-weld, average lattice constant derived from multiple reflections was evaluated as the stress-free reference with cancelling out an intergranular strain, and ferrite-211 and austenite-311 reflections were judged as a suitable reflection for neutron strain measurement to reduce intergranular strain effects. Residual stress distribution in the sliced specimen evaluated using measured here exhibited higher accuracy than that measured using strain gauges. As a conclusion of this study, it was confirmed that accurate evaluation, optimization of the measurement condition, and multiple evaluations on the results play an important role to improve accuracy of the residual stress measurement using neutron diffraction.