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石橋 寿啓*; 友田 陽*; 菅谷 聡*; 豊川 弘之*; 平出 哲也; 堀田 善治*; 鈴木 裕士
Materials Transactions, 54(9), p.1562 - 1569, 2013/09
Equal Channel Angular Pressing(ECAP)法による99.99%銅の空孔密度,組織,粒界応力などのバルク平均された微視的構造パラメータを加速器利用の
線誘起陽電子消滅分光(AIPAS)と中性子回折により調べた。AIPASで得られた消滅線ピークのドップラー広がりを示すSパラメータは最初のECAP処理で大きく増大し、その後の処理でわずかな減少が確認された。また、熱処理によって回復が見られたが、8サイクルのECAP処理試料の方が1サイクルのものよりも低温での回復が見られた。ECAP処理による組織や粒界の応力を中性子回折分析で求めた。熱処理を行いながら観測した中性子回折の半値幅と強度の変化から、8サイクルのECAP処理試料において再結晶化がより早く起こっていることがわかった。これらのバルク平均されたデータは結晶方位解析(SEM-EBSD)や機械的特性評価の結果と定性的に良い一致を示した。
齊藤 徹*; 鈴木 裕士; 石橋 寿啓*; 友田 陽*
日本機械学会論文集,A, 74(744), p.1118 - 1125, 2008/08
粗大結晶粒を有する材料の応力測定のニーズは年々増加しているが、粗大結晶粒を有する工業材料や工業製品は多種多様であり、結晶粒径も製品によって異なる。そのため、種々の結晶粒サイズに対応した適切な揺動条件を評価・検討することは、揺動法を用いた応力測定の測定精度や信頼性を高めるためにも必要不可欠である。本研究では、中性子回折法による応力測定が困難とされてきた粗大結晶粒合金の鍛造部品に対して、揺動を行わない従来法で求めた応力値とステップ揺動法により求めた応力値の比較を行った。従来法では測定回折面によって異なる応力値を示したが、ステップ揺動法を用いることで回折を満たす結晶粒が増加し、中性子応力測定が可能になることを明らかにした。また、実験結果より多重度因子が大きい回折面ほど小さい揺動範囲で応力測定が可能であり、揺動範囲は回折面に依存することを実験的に確認した。さらに、平均結晶粒径と測定体積の関係から適切な揺動範囲の推定が容易にできることを示した。
齊藤 徹; 寺門 一佳*; 石橋 寿啓*; 片柳 和恵*; 町屋 修太郎; 友田 陽*
no journal, ,
複雑形状部品では、熱処理前後に切削加工等が施され、製造プロセス中に各種要因による残留応力が発生する。これによって、加工不良等を招く場合や、使用中に疲労破壊を助長することがある。そのため残留応力状態を把握しておく必要がある。しかしながら、Al合金鍛造部品は、鍛造時に加えられる加工ひずみが原因で、後の熱処理工程において2次再結晶による粗大結晶粒化を引起こすことが知られている。また、粗大結晶粒化により回折に寄与する結晶粒が少ないため中性子回折法による応力測定は困難である。条件によっては試料を揺動することで、その効果が明確に現れることが確認されているが、測定値の正確さは未だ不明である。そこで、本研究では、粗大結晶粒Al合金の鍛造部品を用い、試料に対する中性子線の入射角
(揺動角)を変化させる揺動法で、任意の角度範囲における平均的な回折角2
から
(hkl)及び
(hkl)を求め、残留応力を求め、揺動を行わない従来法による応力値との比較を行った。また、揺動の角度範囲を任意に変化させ、各々の角度範囲から得られる回折角の残留応力解析への適用の可能性について評価・検討を行った。
線を用いた陽電子発生とそれを用いた材料研究豊川 弘之*; 平出 哲也; 友田 陽*; 石橋 寿啓*; 菅谷 聡*; 鈴木 良一*
no journal, ,
材料の脆化などには格子欠陥や転位,不純物元素などの存在などが大きく関与しているが、それらの影響は十分に理解されていない。これらを解明することは、原子力分野などにおける材料開発にとって、信頼できる材料劣化予測モデルを構築するために重要である。物質に1.02MeV以上の高エネルギー光子を照射すると電子・陽電子対が生成する。MeV領域のレーザーコンプトン線を直径数mmにコリメートし、それを用いて物質深部に針状の陽電子分布を形成する。これを用いて物質深部で陽電子消滅法による分析を行い、格子欠陥や陽電子生成断面積の測定とその可視化が可能となる。本手法は大気中や高温高圧,水素曝露下などの環境下において、材料深部が測定できると期待される。そこで本手法の実証実験を行った。産業技術総合研究所において、直径5mmにコリメートした9.1MeVのレーザーコンプトン線ビームを、鉄筋を挿入したコンクリートブロックへ照射し、透過像と陽電子生成像をCTで測定し、画像として表示することが可能であることがわかった。また、欠陥を大量に導入した金属サンプルを用いて陽電子Sパラメータ測定を行い、格子欠陥の測定を試みた。
