引張破断試験片の転位密度評価

Evaluation of dislocation density in tensile rapture specimen

菖蒲 敬久  ; 安田 良*; 城 鮎美*; 吉田 裕*; 徳田 奨*; 柴野 純一*; 熊谷 正芳*

Shobu, Takahisa; Yasuda, Ryo*; Shiro, Ayumi*; Yoshida, Yutaka*; Tokuda, Susumu*; Shibano, Junichi*; Kumagai, Masayoshi*

金属材料を変形させると転位が発生し、これが起点となり構造物の疲労破壊が起こる。本研究では、破断した0.3mm厚SUS316L試験片に対して高エネルギー放射光X線回折法で得られたラインプロファイルを利用した解析法により鉄鋼材料中の転位密度評価を行い、疲労破壊と転位密度との関係を評価した。解析の結果、破断部に近づくにつれて転位密度が急激に増加することを明らかにした。加えて破断部に基本構造であるfcc構造の中にbcc構造が出現していることを明らかにした。鉄鋼材料では転位密度の増加は材料強度の増加に深くかかわり、材料強度はbcc構造のほうがfcc構造より高いことが知られている。つまり、破断部では転位密度の急激な増加により構造が変化したと考えられる。

A dislocation density increases and fatigue failure of the structure occur, when a metal is deformed. In this study, dislocation density of a broken 0.3 mm thick SUS316L specimen was calculated by line profile analysis obtained by high energy synchrotron X-ray diffraction method, and a relationship between fatigue fracture and dislocation density was evaluated. As a result of the analysis, it was revealed that the dislocation density abruptly increases as approaching the fracture part. In addition, it was revealed that the bcc structure appeared in the fcc structure which is the basic structure in the fracture part. In steel, the increase in dislocation density is closely related to the increase in material strength, and the material strength of steel with bcc structure is known to be higher than that with fcc structure. So, it seems that the structure has changed due to a sharp increase in dislocation density at the fracture part.