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笠原 清司; 小貫 薫; 小川 益郎
no journal, ,
HTGR-ISプロセス水素によって原産地で部分的に還元した鉄鉱石を用いる製銑プロセスについて、輸送を含めたエネルギー原単位,炭素原単位を評価した。高炉製銑プロセスと比較して、エネルギー原単位は水素部分還元プロセスの方が大きいが、一方で炭素原単位は37.8%小さかった。
山口 正剛; 海老原 健一; 板倉 充洋; 鈴土 知明; 蕪木 英雄
no journal, ,
鉄鋼材料の粒界水素脆性メカニズムにはさまざまな説があり、そのメカニズムが不明である。われわれは第一原理計算によって鉄の粒界に水素が室温においても十分偏析すること、偏析すると粒界の凝集エネルギーを低下させるので、リンや硫黄による低合金鋼の焼き戻し脆性と同様に粒界割れを引き起こしうることを示した。また、リンや硫黄の場合などとは異なり水素は室温でも十分に拡散が速いため、水素脆化の場合には粒界偏析できる以上の水素が粒界凝集エネルギーの低下に寄与できるため、粒界強度が最終的に70%程度減少することを示した。
徐 平光; Vogel, S. C.*; 鈴木 裕士; 目時 直人; 南部 将一*; 井上 純哉*; 秋田 貢一
no journal, ,
中性子回折は金属材料のバルク集合組織を測定できるが、測定精度は中性子回折装置に依存している。本文はJRR-3ガイドホイルにおいてMUSASI-LとRESA-2角度分散法中性子回折とHIPPPO飛行時間法中性子回折を用い、高強度複層鋼板オーステナイトSUS301/マルテンサイトSUS420J2の集合組織を測定し、定量的に比較した。中性子回折装置RESA-2で一次元検出器を用いたプロファイルをガウス積分した回折強度を基づいた結晶方位分布関数(ODF)結果と比較すると、MUSASI-L多目的中性子装置でピック回折強度に基づく集合組織測定結果はよく一致した。HIPPO飛行時間法中性子回折法は短時間で集合組織を測定できるが、角度分解能が低いため、最適化処理しても測定精度はやや低いことを示した。
叶野 翔; 榎本 正人*; 酒瀬川 英雄; 谷川 博康; 近藤 啓悦; 野際 公宏; 外山 健*; 永井 康介*
no journal, ,
核融合実験炉ITERのテストブランケットモジュールや原型炉のブランケットの構造材料として利用が計画されている低放射化フェライト鋼はTaを含んでいる。このTaはMod.9Cr-1Mo鋼中のNbと同等の効果を意図して、低誘導放射化の観点から代替されたものである。現在までのTa系析出物に関するさまざまな研究は、クリープ特性に及ぼすTa量の増加効果によるものが中心であり、熱処理条件の変化による組織変化への影響や、Ta系粒子の析出挙動には不明確な部分が多い。よって、Ta系粒子の析出挙動を解明することは低放射化フェライト鋼の実用化に向けて極めて重要であるが、低放射化フェライト鋼は高密度の転位を含むマルテンサイト組織であり、CrやVなどの析出物と、Ta系粒子の析出挙動は複雑に影響を及ぼし合うために、Ta系粒子の析出挙動の解明には基礎的な研究成果の積み上げが必要である。本研究では、Ta系粒子の析出挙動を詳細に観察するために高純度Fe-Ta-Cの3元系モデル合金を製作して析出挙動の解明を目的としている。また、モデル合金中のTa系析出物は、非常に微細であるために原子レベルでの元素マッピングが可能な3DAPによる分析により、Ta系粒子の析出挙動の解明を試みる。
Harjo, S.; 伊藤 崇芳; 相澤 一也; 有馬 寛; 友田 陽*; 鈴木 裕士
no journal, ,
中性子はその大きな透過能力のため結晶材料内部の応力・ひずみを回折法で測定するには非常に有効で、材料のさまざまな工学的特性を調べるために最近よく用いられる。現在までに、機械や構造物の部品内の残留ひずみ分布の測定,静的微小組織測定,静的集合組織等のためにほとんど使われている。一方、材料開発においては、さまざまな環境でのその場測定を必要としているが、弱い中性子ビーム強度,角度分散法の使用及び既存のデータ集積の限界等により、実現が難しい。そこで、世界トップクラスのパルス中性子源を持つJ-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)にて原子力機構が整備した工学材料回折装置「匠」の建設が完了したため、鉄鋼材料の中性子回折その場測定の実現が期待される。本講演では、匠において高温変形をベースとした加工熱処理シミュレーションの予備実験結果について紹介する。
鈴木 淳市; 高田 慎一; 篠原 武尚; 奥 隆之; 吉良 弘; 中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; et al.
no journal, ,
J-PARC中性子小中角散乱装置「大観」は、サブナノからミクロンスケールの構造解析を、散乱ベクトルサイズq=約5
10-4
10A-1において高精度・高効率に実現するための装置である。現在、われわれは2010年度末の初ビーム受け入れを目指して、J-PARCの物質・生命科学実験施設MLFに装置の建設を進めるとともに、データ解析ソフトウエアの開発等を行っている。講演ではこれらのハード系やデータ解析系の開発状況及びビーム試験の計画とともに、鉄鋼材料評価への応用について紹介する。例えば、「大観」の高効率かつ高精度なナノ構造評価機能は、鉄鋼材料中の(1)ナノ析出物の評価,(2)水素,ヘリウム,ホウ素の存在状態の評価,(3)熱処理中や応力印加中での数
mの結晶粒と数nmの原子配列の同時評価に活かされる。これまでも同様の評価は試みられてきたが、「大観」では、J-PARCの大強度パルス中性子ビームを利用することで、微量な水素,ヘリウム,ホウ素の存在状態の評価や熱処理中の構造変化の高い時間分解能での評価などもより実施し易くなり、これまでにない幅広い利用展開も大いに期待できる。
鈴木 徹也*; 山中 啓輔*; 長井 健介*; 津留 英司*; 徐 平光; 鈴木 裕士
no journal, ,
ひずみ時効硬化は予ひずみを与えた後に時効処理を施すことで生じる。多結晶材料は負荷方向に対する変形の容易性が結晶粒ごとに異なるため、予ひずみ導入時に各結晶に発生する転位の量には結晶方位により分布があると推測される。このことにより、時効処理によって硬化する粒にも結晶方位による分布が存在すると考えられる。本研究ではフェライト単相鋼を用いて予ひずみ導入後に変形方向を変えて引張試験を行った。時効処理前後における残留応力を中性子回折により測定し、ひずみ時効硬化の方位依存性について検討した。初期材のピーク位置と比較して予ひずみ材のピーク位置が変化している。このことから予ひずみの導入により、結晶粒ごとの強度の異方性から残留ひずみが生じていることがわかった。