Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
石原 正博; 塙 悟史; 曽我部 敏明; 橘 幸男; 伊与久 達夫
Materials Science Research International, 10(1), p.65 - 70, 2004/04
2D-C/Cコンポジットの曲げ強度予測法について、実験及び解析的に検討を行った。実験的な検討では、3点曲げ強度を実測し、また破壊後の試験片のSEM観察から基本的な破壊様式を検討した。破面観察の結果、引張応力下での繊維の延びによる破壊様式、圧縮応力下での繊維の座屈による破壊様式及びせん断応力下での繊維間のスライディングによる破壊様式が観察された。解析的な検討では、セラミックス材で広く用いられているワイブル強度理論からの強度予測を検討するとともに、基本的な破壊モードを考慮し競合リスクモデルを用いた強度予測法を提案し、これによる強度予測を検討した。検討の結果、ワイブル強度理論からの予測は、実測値の2倍以上の強度予測結果となり、異方性の高い繊維強化材料には応用できないことがわかった。一方、提案方法では、実測値とほぼ一致する強度予測を示すことが明らかとなった。さらに、提案方法でパラメータ解析を実施したところ、圧縮応力下での破壊様式が曲げ破壊を支配していることが明らかとなった。
曽我部 敏明; 石原 正博; 馬場 信一; 橘 幸男; 山地 雅俊*; 伊与久 達夫; 星屋 泰二*
Materials Science Research International, 9(3), p.235 - 241, 2003/09
2D-C/C複合材料は、次期の高温ガス炉(HTGRs)の炉心材料として有力な候補材の一つである。2D-C/C複合材料の空気酸化が、熱拡散率に及ぼす影響について検討した。熱拡散率は、室温から1673Kまで測定した。本2D-C/C複合材料は、PAN系の炭素繊維の二次元クロスと黒鉛マトリックスからなる。熱拡散率測定用の試験片は、この材料を823Kの大気中で1から11パーセントの間で重量減少させて製作した。酸化消耗は、マトリックス部分とりわけ炭素繊維束に近い部分から優先的に起こった。11パーセントまでの酸化消耗による室温での熱拡散率の減少率は、クロスの積層方向に平行方向では10
20パーセント、垂直方向では59パーセントであった。クロスの積層方向に平行方向では、酸化消耗が進むにしたがって熱拡散率が減少する傾向を示したが、垂直方向では酸化の初期に熱拡散率が低下しその後あまり変化しない傾向を示した。この違いについては、複合材料の構造と酸化挙動から検討した。熱伝導率も得られた熱拡散率の値から求めた。
永江 勇二; 青砥 紀身
Materials Science Research International, 0 Pages, 2002/05
None
林 眞琴*; 大城戸 忍*; 森井 幸生; 皆川 宣明
Materials Science Research International, Special Technical Publication, 1, p.418 - 423, 2001/05
中性子の進入深さは、X線に比べ大きい。ステンレス鋼の配管等では10mm厚の管壁は十分に測定可能である。そのため、中性子回折法により応力腐食割れ、疲労き裂進展の応力による変化を求め寿命予測を行うことができる。日本では、このような目的研究を含んで、日本原子力研究所のJRR-3M原子炉中に残留応力解析用中性子回折装置が設置され研究が進展している。ここでは、今まで行われてきた研究として、弾性定数の指数依存性に伴う弾性定数の求め方、き裂進展に伴う応力再分配の測定,集合組織を持つ材料で作られたアルミニウム冷やし填め試料の残留応力評価方法について発表する。
秋庭 義明*; 田中 啓介*; 皆川 宣明; 森井 幸生
Materials Science Research International, Special Technical Publication, 1, p.427 - 430, 2001/05
アルミナを基材として、酸化ジルコニウムを分級物として製作したAl
O
/ZrO及び炭化シリコンを分級物としたAlO/SiCは、セラミックス複合材として知られている。これらは製作過程で熱応力が残留する。各材料関の応力を中性子回折により測定した。各相関応力は、Zr(202),AlO(113),AlO(116),SiC(220),及びSiC(311)の中性子回折測定結果から確定した。その結果、AlO/ZrOの複合材での残留応力は、アルミナ相で圧縮、酸化ジルコニウム相で引張であることがわかった。一方、AlO/SiCでは、アルミナ相での残留応力は引張りでありSiC分級物の容積により増大することがわかった。これは、Eshelbyの含有モデル理論による予測と一致した。
大城戸 忍*; 林 眞琴*; 森井 幸生; 皆川 宣明
Materials Science Research International, Special Technical Publication, 1, p.435 - 438, 2001/05
き裂進展が発生することにより、その材料内部の応力が再分布することは知られている。中性子回折法によりステンレス鋼304パイプ(内径
=97.1mm,厚さt=8.9nm)で作られた突合せ溶接継手配管を用い、放電加工により導入したき裂により再応力分布の状態を測定し評価した。導入したき裂は、配管内部にき裂深さaと試料厚さtの比率a/tが0.25及び0.5でアスペクト比a/cが0.1と0.5(cはき裂1/2長さ)である。き裂導入前の応力分布と、導入後の応力分布を比較するとともに、有限要素法による予測分布を比較し評価を行った。その結果き裂の最も深い点でのき裂に沿った残留応力分布がき裂先端部分で変化したにもかかわらずき裂途中部分では大きな変化がないことがわかった。
山下 正人*; 小西 啓之; 高橋 正光; 水木 純一郎; 内田 仁*
Materials Science Research International, Special Technical Publication, 1, p.398 - 401, 2001/05
耐候性低合金鋼のさび層は大気腐食に対して強い保護機能を有する。鉄鋼のさび層を制御するには、さびの詳細な構造及びそれと防食性との関係を知ることが重要である。特にさび層に含まれる合金元素の原子位置は直接さび層の構造と特性を制御していると考えられる。本研究ではFe-Cr合金蒸着膜を硫酸水溶液液膜下で腐食させて得られる生成物について、その局所構造を調べた。メスバウアー分光法及び放射光斜入射X線回折法の結果は、腐食生成物が
-FeOOHと超微細ゲーサイト(
-FeOOH)とから成ることを示している。EXAFS実験より少なくともゲーサイト中にはFe-Cr合金からのCrが存在することがわかった。Feサイトを置換したCrがゲーサイトの結晶粒径を微細化する一方、Fe-O-OH八面対の間に侵入して存在するCrがさび層にイオン選択性を与え、保護機能を増加させていると考えられる。
浅山 泰; 長谷部 慎一
Materials Science Research International, 3(3), 171 Pages,
高温長時間使用に伴って生じる材質劣化によるクリープ疲労強度が低下するステンレス鋼溶接金属について、長時間クリープ疲労強度を試験結果の外挿などの経験的手法によらずに、ミクロ組織の経時変化を力学モデル化することにより解析的に評価できる手法を開発した。ステンレス鋼溶接金属のミクロなクリープ疲労き裂が加熱中に析出する
相近傍で多数発生・成長することから、溶接金属の微視構造をモデル化し、相近傍のミクロな応力・ひずみ集中挙動を弾塑性クリープ有限要素解析によって解析した。さらにミクロな応力ひずみ集中に基づきクリープ疲労損傷を評価した。試験結果のない長時間領域についても妥当な予測が可能であると考えることができる。本報告は材料学会の依頼により「材料」(平成9年1月)に投稿したものの英語版を作成し、材料学会英文誌(MSRI)に投稿するもの。
浅山 泰; 長谷部 慎一
Materials Science Research International, ,
本件は、ステンレス鋼溶接部の材質変化を考慮した長時間クリープ疲労評価法に反映させることを目的として、308系及び316系溶接金属に対して電子顕微鏡観察を行い、クリープ疲労強度低下の要因となる
フェライト相の分解過程をそれに伴うミクロ破損機構について金属組織学的に解析した結果を報告する。長時間加熱によって溶接金属中のフェライト相は、非常に硬い相と軟弱な残留フェライト相に分解する。そして、疲労およびクリープ疲労によって繰返し応力を受ける企画速度は、無負荷に比べて約10100倍に加速され、最終的には相/残留フェライト相/オーステナイト相の異相境界に応力・ひずみが集中し、き裂が発生・進展することを明らかにした。このようなミクロ破損機構の概念を評価法に導入するととで長時間クリープ疲労強度の予測精度が向上すると考える。