Thermal relaxation behavior of residual stress in peened dissimilar weld joints investigated by neutron diffraction

中性子回折によるピーニング施工異材溶接継手における残留応力緩和挙動の調査

秋田 貢一; 鈴木 裕士  ; 西川 聡*; 盛合 敦; Harjo, S.   ; Vladimir, L.*

Akita, Koichi; Suzuki, Hiroshi; Nishikawa, Satoru*; Moriai, Atsushi; Harjo, S.; Vladimir, L.*

異材溶接継手の素材は、母材がSUS316LおよびNCF600、溶接金属がAlooy82である。溶接後、試験体表面に超音波ショットピーニングを施した。ピーニングしたままの試験体およびピーニング後、593K, 2時間の熱時効処理を施した試験体の内部残留応力マッピングをANSTOのKOWARIを用いて実施した。溶接金属とNCF600母材との界面近傍において、引張残留応力の緩和がみられた。この残留応力緩和過程を明らかにするために、室温から593Kまでの熱サイクル過程における残留応力のその場測定を、J-PARCのTAKUMIにおいて実施した。実験結果に基づいて、母材の熱膨張係数差および降伏点の温度依存性の観点から、残留応力緩和過程を議論した。

The materials used for the dissimilar weld joint were a SUS316L stainless steel and a NCF600 nickel alloy for the base plates, and an Alloy82 nickel alloy for the weld metal. The ultrasonic shot peening (USP) was applied to the sample surface after welding. The residual stress mappings of the as-peened and heat treated (593 K, 2 h) samples were measured at room temperature using KOWARI in ANSTO. In the results, the reduction of the tensile residual stress was observed near the interface of the weld metal and the nickel base plate. To clarify the relaxation process, the in-situ stress measurements during thermal cycles from RT to 593 K were conducted using TAKUMI in J-PARC. The effects of the difference in thermal expansion coefficient of the materials and the temperature dependence of the yield strength on the residual stress relaxation were disscussed based on the experimental results.