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論文

Effect of grain boundary on the friction coefficient of pure Fe under the oil lubrication

足立 望*; 松尾 泰貴*; 戸高 義一*; 藤本 幹也*; 日野 正裕*; 光原 昌寿*; 大場 洋次郎; 椎原 良典*; 梅野 宜崇*; 西田 稔*

Tribology International, 155, p.106781_1 - 106781_9, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Engineering, Mechanical)

Recent theoretical researches revealed that grain boundary affects tribological properties through the change in adsorption properties of additives in lubricants. Therefore, the effects of the grain boundary on the tribological properties were investigated by friction test of pure iron films under oil lubrication. We found that a friction coefficient decreases with increasing the fraction of the grain boundary in the lubricants forming chemisorbed film on sample surface. This suggests that the grain boundary enhances the formation of the chemisorbed films and reduces the friction coefficients by protecting the sample surface.

論文

Development of high-grade VPS-tungsten coatings on F82H reduced activation steel

徳永 知倫*; 渡辺 英雄*; 吉田 直亮*; 長坂 琢也*; 笠田 竜太*; Lee, Y.-J.*; 木村 晃彦*; 時谷 政行*; 光原 昌寿*; 檜木 達也*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S287 - S291, 2013/11

 被引用回数:6 パーセンタイル:49.64(Materials Science, Multidisciplinary)

VPS-W coating formed on F82H kept at about 873K in conventional plasma spray conditions has inhomogeneous texture; namely mixture of disarranged area composed of large re-solidified/un-melted grains, fine randomly oriented grains and pores, and well ordered area composed columnar grains. Heat load test indicate that elimination of the disarranged area is necessary to improve the heat load resistance of VPS-W. One can get W coating with texture of homogeneous columnar crystal grains by eliminating the re-solidified/un-melted large particles. Optimization of the W powder size was also effective to reduce number of randomly oriented fine grains and pores.

論文

酸化物分散強化型9Crフェライト系耐熱鋼の3次元組織と高温強度

光原 昌寿*; 原田 絵梨香*; 山崎 重人*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 大塚 智史; 皆藤 威二

可視化情報学会誌, 31(122), p.98 - 103, 2011/07

ODSフェライト鋼の高温強度には、酸化物や相が寄与すると定性的には理解されているものの、高温強度や変形機構の解明に繋がる定量的な組織評価の研究例は少ない。本研究では、この点に着目し、強化の主役と考えられる酸化物の3次元的分散状態を定量評価する手法を確立し、実際の高温変形挙動との対応について検討を行った。3次元分布の取得には電子線トモグラフィーを、高温強度の評価には、コイルばねクリープ試験をそれぞれ用いた。

論文

V,Nb添加10Crフェライト系耐熱鋼中の析出物の3次元形態観察

光原 昌寿*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 若井 隆純

九州大学超高圧電顕室研究報告,32, 2 Pages, 2008/08

高Crフェライト系耐熱鋼において析出強化に寄与するV/Nb炭窒化物に対し、ADF(Annular Dark-Field)-STEM (Scanning Transmission Electron Microscope)法と電子線トモグラフィーを組合せて、3次元観察を行い、析出物の形態や分布を明らかにした。また、観察された析出物による強化機構について検討した。

論文

V添加高強度耐熱鋼におけるラス境界析出物のEDS分析と3次元形態観察

光原 昌寿*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 若井 隆純

まてりあ, 47(6), P. 301, 2008/06

EDS分析と3次元電子線トモグラフィーを用いてV添加耐熱鋼の析出強化に寄与する新たな析出物を発見し、その形態を明らかにした。フィルム状の析出物はラス境界を被覆するように薄く生成し、クリープ変形中に起こるラス境界付近の転位運動を抑制し、クリープ強度向上に寄与すると推察される。

論文

V添加10Crフェライト鋼におけるラス境界析出物の3D電子線トモグラフィー観察

光原 昌寿*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 若井 隆純

まてりあ, 46(12), P. 800, 2007/12

Vを添加した10Crフェライト系耐熱鋼において、ラス組織安定化に有効なラス境界上析出物に注目し、その元素分析と3次元形態観察を行った。その結果、塊状とフィルム状の2種類の異なる組成の析出物がラス境界に生成しているが、後者の方が被覆率が高いことがわかった。このような高被覆性析出物は、クリープ変形中のラス組織の回復抑制に有効であり、V添加によるクリープ強度向上の主要因と推察される。

論文

高Crフェライト系耐熱鋼におけるクリープ強度の強化機構

光原 昌寿*; 吉田 悠*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

九州大学超高圧電顕室研究報告,31, p.78 - 79, 2007/00

高Crフェライト系耐熱鋼のクリープ強化に及ぼすV及びNbの効果を、STEMを用いた観察結果に基づいて考察した。その結果、NbはMX粒子の微細分散析出による強化、Vはラス境界にフィルム状析出物として析出することによってラス境界の移動を妨げることにより、それぞれクリープ強度の向上に寄与していることがわかった。

論文

高Crフェライト系耐熱鋼の$$Omega$$法によるクリープ寿命評価とそのパラメータに及ぼすV$$cdot$$Nb添加量の効果

吉田 悠*; 光原 昌寿*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

耐熱金属材料第123委員会研究報告, 47(10), p.109 - 113, 2006/07

VとNbの添加が高Crフェライト系耐熱鋼におけるクリープ挙動及び寿命に与える影響を調査し、その傾向をつかむために、V$$cdot$$Nb添加量を変化させた11種の材料に対し、クリープ試験を行った。そのデータを$$Omega$$法により解析し、方位像顕微鏡による結晶方位解析結果と併せて、組織と$$Omega$$法の二つのパラメータの相関について検討を行った。その結果、$$Omega$$法による余寿命評価の有効性と、V$$cdot$$Nb添加量が$$Omega$$法パラメータに及ぼす影響が大きいことが示された。また、Nb添加に伴い、マルテンサイト組織が変化することがわかった。

口頭

V$$cdot$$Nb添加12Cr-1Mo鋼の$$Omega$$法解析

吉田 悠*; 光原 昌寿*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

近年、耐熱鋼のクリープ破断寿命を評価し、そのクリープ挙動を解析する技術は多くの方法が提唱されている。その中でも$$Omega$$法はクリープひずみと時間の関係を定式化し、クリープ曲線を推定する方法であるが、パラメータの数が少なく、非常に簡便なことから注目されている。$$Omega$$法は加速クリープ域においてひずみとひずみ速度の関係が経験的に表せることを用いて、クリープ寿命を仮想的初期ひずみ速度とひずみ速度加速因子$$Omega$$の2つのパラメータにより表現する解析法である。これらのパラメータは析出物の有無やその大きさに依存することが知られている。耐熱鋼の有効なクリープ強化機構としてMXによる析出強化がある。MXの構成元素であるV$$cdot$$Nbの組成比に関連したMXのタイプや析出量の違いが、$$Omega$$法のパラメータに対して及ぼす影響について調査するで$$Omega$$法に対する知見を深めることができる。そこで本研究では異なるV$$cdot$$Nb添加量を持つ12Cr-1Mo鋼のクリープデータに対し$$Omega$$法を適用し、組織観察をふまえてクリープ挙動について検討を行った。

口頭

高クロムフェライト系耐熱鋼のクリープ変形に伴うマルテンサイト組織変化に及ぼすV$$cdot$$Nb添加量の効果

吉田 悠*; 光原 昌寿*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

Nb添加による旧オーステナイト粒径の微細化や、V添加によるMX等微細析出物の増加などの初期組織強化が、長時間のクリープ破断過程においてどのような効果があるのかについて明らかにすることを目的として、V$$cdot$$Nb添加量を変化させた高クロム鋼のクリープ変形に伴うマルテンサイト組織の変化について調査した。その結果、破断寸前に生じる大きな塑性変形に及ぼす初期組織の影響はほとんどないが、クリープ寿命には大きな影響があることがわかった。これらのことから、マルテンサイト組織の崩壊が始まるまでの安定性が、クリープ強度を支配していると考えることができる。

口頭

V$$cdot$$Nb添加高Crフェライト系耐熱鋼のクリープ変形に伴うマルテンサイト組織変化

吉田 悠*; 光原 昌寿*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

クリープ後期での破断に至る組織変化及び破断過程に、MX(V$$cdot$$Nbの炭窒化物粒子)がどのように寄与するかについて、V$$cdot$$Nb添加量をパラメトリックに変化させた試作鋼のクリープ破断材に対するTEMによる観察及びOIMによる結晶方位解析を実施して考察した。その結果、破断に至る大きな塑性変形の過程に及ぼす初期組織や析出物の析出状態の影響は小さいこと、さらにこれらの試作鋼のクリープ寿命はラスマルテンサイト組織の崩壊が始まるまでの組織安定性に支配されることなどを見通した。

口頭

V$$cdot$$Nb添加高Crフェライト系耐熱鋼の強化機構と$$Omega$$値の相関

吉田 悠*; 光原 昌寿*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

高クロムフェライト系耐熱鋼の$$Omega$$値の変化に及ぼすにおける析出強化元素量の影響を理解するため、V$$cdot$$Nbの添加量を調整した10Crフェライト鋼について$$Omega$$法によるクリープ曲線解析と組織観察を行った。その結果、Nb添加による強化はラス内の微細析出物による転位運動の抑制によること、V添加による強化はラス境界を被覆する析出物によるラス境界の移動の抑制によること、複合添加による強化はこれらの加算により説明できることなどを明らかにした。

口頭

フェライト系耐熱鋼の$$Omega$$値に及ぼす微細構造の影響

光原 昌寿*; 吉田 悠*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

MX型析出物の構成元素であるVとNbを添加した高Crフェライト系耐熱鋼において、V及びNb添加量による組織の微細構造変化を調査し、微細構造の変化に対応した$$Omega$$値の遷移から、添加元素によるクリープ強化が$$Omega$$値に及ぼす影響について考察した。その結果、V添加によりラス境界上の塊状及びフィルム状の析出物がラス境界の移動を抑制することによって、一方、Nb添加によりラス内の微細な析出物による転位運動の阻害によって、それぞれクリープ強度が向上していることが明らかになった。また、VとNbの複合添加の場合、それぞれの強化元素による強化の加算が成り立つことがわかった。

口頭

Effect of Vanadium and Niobium on creep strength in 10% Chromium steel analyzed by STEM-EDS

光原 昌寿*; 吉田 悠*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

10Cr鋼のクリープ強度に及ぼすバナジウムとニオブの影響を調べた。バナジウムとニオブの添加量を変えた11種類の試作材を準備し、それらのクリープ変形挙動から、閾応力を推定した。STEM-EDSによって析出物の分布状態を調べた。ラス内に析出物は見られなかった0.06%バナジウム添加材では、クリープ強度の増加はわずかであり、このことはラス内の析出物によって強化されなかったことを示している。バナジウム添加材においてラス境界に見られたクロムとバナジウムを含有する塊状及び膜状の析出物は、ラス境界が移動するのを妨げる。この効果は、バナジウム添加鋼の強化メカニズムである。ニオブ単独添加の場合、ラス内の微細析出物による分散強化により、クリープ強度が向上することがわかった。閾応力は、析出物間隔から定量的に評価された。評価された閾応力は、クリープ変形挙動から得られる値と一致した。これらの結果から、バナジウムとニオブにはクリープ強度を改善する役割がそれぞれあることがわかった。バナジウムとニオブ複合添加鋼で、クリープ強度への影響は各元素による影響、すなわち、ラス境界移動の抑制とラス内の転位のピン止めの和として説明できる。

口頭

Mechanism of creep strengthening in high Cr ferritic heat resistant steel added V and Nb

光原 昌寿*; 吉田 悠*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

V及びNbは、高Crフェライト系耐熱鋼のクリープ強度を改善する元素として知られる。本研究では、高Crフェライト系耐熱鋼のクリープ強化に及ぼすV及びNbの効果について調べた。析出物の分布状況を透過型電子顕微鏡により観察し、Nb添加鋼では閾応力は析出物間距離に依存して定量的に測定された、クリープ強度はMX粒子による分散硬化によって向上した。0.06%V添加鋼では、MX粒子は観察されなかったが、クリープ強度はわずかに向上した。これは、Vを含む薄い析出物がラス境界に析出し、ラス境界の移動を妨げるためと考えられる。この結果、VとNbのそれぞれが、クリープ強度向上の役割を持っていることがわかった。

口頭

Effects of addition of V and Nb on omega in high Cr ferritic steels

光原 昌寿*; 吉田 悠*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

$$Omega$$法解析のパラメータである$$Omega$$値に及ぼすV及びNb添加効果を明らかにするため、V及びNbを添加した幾つかの高Crフェライト系鋼に対するクリープ試験と組織観察を行った。V添加量の増加に伴ってクリープ強度は向上したが、Nb添加量の増加に伴ってクリープ強度は小さくなった。V添加鋼・Nb添加鋼ともに、$$Omega$$値は無添加鋼に比べて大きくなったが、$$Omega$$値のV添加量依存性とNb添加量依存性は異なる。V添加鋼では、V添加量の増加に伴って$$Omega$$値は大きくなったが、Nb添加鋼ではNb添加量の増加に伴って$$Omega$$値は小さくなった。この結果、添加元素の強化効果を用いて$$Omega$$値を見積もることが可能であり、$$Omega$$値はクリープ強度に密接に関係することが明らかになった。

口頭

高Crフェライト系耐熱鋼の3次元電子線トモグラフィー観察

光原 昌寿*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

HAADF-STEM法を用いた電子線トモグラフィー観察を行い、高Crフェライト系耐熱鋼の組織に対して、3次元可視化技術の応用を試みた。また、Nb及びVを添加した高Crフェライト系耐熱鋼における析出物の分布について検討を行った。

口頭

V及びNb添加高Crフェライト系耐熱鋼の3次元電子線トモグラフィー観察

光原 昌寿*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

高Crフェライト系耐熱鋼に対して、3次元可視化技術の一つである電子線トモグラフィー法を適用し、析出物の形状や分散状態について検討した。その結果ラス境界に2種類の析出物が観察され、これらによるラス境界の移動の抑制が、クリープ強化に寄与していることが推測された。

口頭

高Crフェライト系耐熱鋼のクリープ強度と$$Omega$$値の関係

光原 昌寿*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

クリープ強度の異なる高Crフェライト系耐熱鋼を用いて、$$Omega$$法によるクリープ曲線解析を行い、それぞれの鋼のクリープ強度と$$Omega$$値の関係について考察した。その結果、$$Omega$$法によるクリープ曲線解析の有効性が確認された。

口頭

EDS analysis and electron tomography of new precipitates on lath boundaries in 10Cr ferritic heat-resistant steel with V

光原 昌寿*; 池田 賢一*; 波多 聰*; 中島 英治*; 若井 隆純

no journal, , 

10Crフェライト系耐熱鋼のラス境界に析出するVを主成分とする析出物に対して、HADF-STEMを用いた3次元トモグラフィー観察を実施した。この非常に薄いフィルム状の析出物は、ラス境界の動きを抑制することによって鋼のクリープ強度向上に寄与していると考えられるが、これを3次元的に観察したのは、世界で初めてのことである。

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