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論文

アルミニウムのポア内表面における水素解離吸着と表面エネルギー低下

山口 正剛; 都留 智仁; 海老原 健一; 板倉 充洋

軽金属, 68(11), p.588 - 595, 2018/11

アルミニウム合金中の水素が力学特性に与える影響を把握するには、水素の存在状態を理解することが必要である。そのため、アルミニウム中のポア内表面における水素解離吸着とそれによる表面エネルギー低下について、統計熱力学的取り扱いとともに、第一原理計算や実験データを参考にした具体的な数値データを示した。理想気体からのずれも取り入れた。実験的には不明な解離吸着エネルギーが0.0-0.1eV/atomHの範囲とすると、室温で圧力100MPaの高圧水素ガスに対して、表面吸着占有率は0.08-0.8程度、表面エネルギー低下は1-13%程度になるという見積り結果となった。

論文

数値シミュレーションによるアルミニウムの水素昇温脱離曲線の解釈

海老原 健一; 山口 正剛; 都留 智仁; 板倉 充洋

軽金属, 68(11), p.596 - 602, 2018/11

水素脆化は応力腐食割れの原因の1つとして考えられている。鉄鋼材料と同様に高強度アルミニウム合金の開発では水素脆化は重大な問題となっている。アルミニウム合金における水素脆化の研究は鉄鋼材料における水素脆化機構の解明に示唆を与えると考えられる。水素脆性を理解するためには、合金中の水素トラップ状態を知ることは避けられず、それは水素の熱脱離分析法を用いて同定することができる。本研究では、円筒状試料および板状試料について報告されたアルミニウム中の水素の熱脱離スペクトルを数値シミュレーションし、それらに含まれる脱離ピークをトラップサイト濃度およびトラップエネルギーに基づいて解釈した。その結果、最低温度側の脱離ピークは粒界から生じることが明らかとなり、他の脱離ピークは報告された解釈が合理的であることが確認された。さらに、試料を加熱する過程で転位や空孔のトラップサイト濃度が変化する可能性を示す結果を得た。この結果は、鉄鋼材料において昇温脱離曲線から水素トラップ状態を解釈する上で有意な示唆を与えるものである。

論文

角度分散法中性子回折集合組織測定技術環境の構築と応用

徐 平光; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 盛合 敦

軽金属学会平成24年度第2回加工と熱処理による優先方位制御研究部会公開講演会資料, p.19 - 20, 2012/10

Though the X-ray diffraction and the electron backscattering diffraction are usually used in the texture evaluation, the neutron diffraction can directly measure the bulk textures of various materials and provide high statistical texture information for predicting the material anisotropic property thanks to the large beam spot and the high matter penetrability, and it can also help to clarify the in situ microstructure evolution under various loading/temperature environments. According to the difference in neutron beam sources, the neutron diffractometers are generally divided into the nuclear reactor-based angle-dispersive instruments and the spallation source-based time-of-flight instruments. At the Japan Research Reactor No.3 and the Japan Proton Accelerator Research Complex, the angle dispersive neutron diffractometers and the time-of-flight neutron diffractometers provide us the possibility to develop and apply the bulk texture evaluation technique to study metallic, ceramic, polymeric, and geologic crystallographic materials. In this presentation, the characteristics of single-tube and 1-demisional position- sensitive-detector angle dispersive neutron diffractometer was simply introduced and its application on the bulk texture evaluation of a magnesium alloy before and after warm press deformation is reported.

論文

中性子回折による低合金鋼拡散相変態の結晶学的考察

徐 平光; 友田 陽*; Vogel, S. C.*

軽金属学会平成24年度第2回加工と熱処理による優先方位制御研究部会公開講演会資料, p.21 - 22, 2012/10

フェライトからオーステナイトを経由して再びフェライトへの低合金鋼拡散変態において、加熱前のフェライト集合組織と冷却終了後のフェライト集合組織の間でよく観察された集合組織の記憶現象はバリアント選択則を用いて検討されてきた。しかし、拡散相変態の中間過程のその場観察例はなく、バリアント選択メカニズムにはまだ不明な点がある。本研究ではSIRIUS中性子回折装置を用い、段階的な加熱と冷却中の低合金マルテンサイト鋼のオーステナイト変態,フェライト変態及び熱膨張過程をその場で観察した。また、HIPPO中性子回折装置を用い、冷間圧縮した低合金鋼の拡散変態中の変態集合組織の変化をその場で測定した。段階的な加熱・冷却中に、低合金マルテンサイト鋼は2相域の格子常数が線形膨張直線より偏倚することから内部応力の存在を確認した。これはフェライトからオーステナイトを経由して再びフェライトへの拡散変態の集合組織記憶効果に関連すると考えられる。

論文

浸透探傷試験

大岡 紀一; 石井 敏満

軽金属溶接, 37(1), p.17 - 24, 1999/00

本稿は、浸透探傷試験に関する各種試験法の特徴や開発動向及び国内外の規格について紹介するものである。この探傷試験技術は、試料表面の微細な開口きずを視覚化するものであり、試験手法は、目視観察、浸透液の除去及び浸透液の現像の方法によって分類される。最近の技術開発では、検出精度及び作業効率の向上を目指した探傷剤の開発、及び微細きずを識別するための画像処理技術の適用が検討されている。今後は、画像処理技術の導入、探傷剤の更なる改良など、適用範囲の拡大、作業の更なる高効率化及びきず検出の高精度化を目指した浸透探傷試験技術の開発が進められることに期待したい。

論文

X線透過試験

大岡 紀一; 石井 敏満

軽金属溶接, 36(4), p.169 - 174, 1998/00

本稿は、X線透過試験に関する各種試験法の特徴や開発動向及び国内外の規格について紹介すると共に、アルミニウム等の軽金属材料に対して非常に有効なマイクロフォーカスX線装置の特徴や開発の現状について解説したものである。特に、線源であるX線管や加速器の開発及びマイクロフォーカス化等による厚肉鋼材のきず検出から電子部品等の微小きず検出に至るまでの適用について示した。また、コンピュータトモグラフィシステムの開発によって、試験体の断層像が取得でき、内部のきずの位置や形状を三次元的に把握可能であることを紹介した。更に、カメラやモニタ等の高度化による、情報のリアルタイム化や試験体と検出器の非接触計測の実現についても触れた。

論文

超音波探傷試験

大岡 紀一; 石井 敏満

軽金属溶接, 36(5), p.216 - 221, 1998/00

本稿は、超音波探傷試験に関する各種試験法の特徴や開発動向及び国内外の規格について紹介するものである。最近この非破壊試験技術は、装置の制御機構の改良及び信号や画像処理能力の向上に伴って、超音波探傷検査システムの自動化や探傷信号の映像化が図られ、高精度なきず検出が実現した。特に、原子力プラントでは、自動化や遠隔操作性を向上した装置が開発され、検査員の被曝低減が可能となり、実用化に至っている。今後は、探傷システムの更なる自動化及び高度化の検討が進み、きずの位置や寸法を高精度で定量的に認識できると共に超音波探傷の適用範囲の拡大が進められることに期待したい。

論文

高温におけるU$$_{3}$$Si$$_{2}$$とアルミニウムの両立性に関する炉外実験

大岡 紀一; 金谷 邦雄; 江藤 芳丸*; 山下 斉*

軽金属溶接, 28(8), p.339 - 347, 1990/08

高密度シリサイド燃料を採用するに当たって、その治金的特性を明らかにすることは重要なことである。このため、治金的特性の一つである芯材と被ふく材の両立性を明らかにするためシリサイド燃料のミニプレートを用いて炉外での高温加熱試験を行なった。加熱試験はJMTR運転時の燃料板温度及び運転時間に相当する条件で行い、外観検査、重量測定、超音波探傷試験、放射線透過試験及び金相試験により、シリサイド燃料板の体積膨張プリスターの発生のないことを明らかにした。

論文

アルミニウム合金製模擬欠陥試験体の超音波探傷試験に関する研究,第1報; 欠陥の検出の信頼性

緒方 隆昌*; 横野 泰和*; 裏垣 博*; 大岡 紀一

軽金属溶接, 28(11), p.489 - 497, 1990/00

溶接構造物に存在する欠陥の判定に超音波探傷試験を適用する場合、その溶接継手の信頼性を高めるためには、超音波探傷試験の欠陥の検出及び評価の信頼性を把握しておくことが重要である。本報告では、アルミニウム合金溶接継手の超音波探傷試験における欠陥の検出の信頼性を明らかにすることを目的として、厚さ20mmのアルミニウム合金製の模擬欠陥試験体に、楕円形平面欠陥及び半球状の欠陥を拡散接合等を利用した方法により内圧させ、熟練した試験技術者による欠陥エコー高さの測定精度及び欠陥の検出確率について検討したものである。

論文

アルミニウム合金製模擬欠陥試験体の超音波探傷試験に関する研究,第2報; 欠陥の評価の信頼性

横野 泰和*; 緒方 隆昌*; 裏垣 博*; 大岡 紀一

軽金属溶接, 28(12), p.525 - 533, 1990/00

溶接継手の補修の要否の決定あるいは構造物の寿命推定などを行う場合は、欠陥の評価の信頼性、すなわち欠陥の形状、寸法及び位置の評価の信頼性が極めて重要である。第1報では、超音波探傷により溶接欠陥を検出する場合の信頼性について検討を行ったが、本報告では、第1報で用いた厚さ20mmのアルミニウム合金製の模擬欠陥試験体に対して熟練した技術者が試験を実施した場合の欠陥の分類、欠陥の寸法及び欠陥の位置の測定精度について検討した。

論文

非破壊検査の動向

大岡 紀一; 山下 斉; 岡本 芳三; 齋藤 順市

軽金属溶接, 25(9), p.29 - 39, 1987/09

非破壊検査とは素材、製作部品及び構造物などを破壊することなく、すなわち、原形をとどめた状態で機能を変化させることなく、それらの表面あるいは内部に存在する欠陥の有無と程度を調べ、判定基準に従って使用の可否を判定することである。非破壊検査の主たる目的は信頼性の向上にあるが、非破壊検査を適用することによって各種製造段階での製品不良率を低下させることができるため、製造エストの低減にも関係すると同時に製造技術の改良にも通ずるものと言える。本報告は、非破壊検査の主な手法についての現状及び新技術についてまとめ、さらに、新しい構造物の適用例について各種報告を参考にまとめたものである。

論文

放射線透過試験における階調計の適用に関する研究,(I); アルミニウム溶接部の場合の透過度計と階調計との定量的関係

大岡 紀一; 平山 一男*; 仙田 富男*

軽金属溶接, 24(1), p.2 - 14, 1986/00

放射線透過試験において透過写真の像質管理のために有効な手段の一つである階調計の使用を材厚制限することなくすべての材厚に対して適用すること及び透過度計識別度を考慮した階調計の濃度差とすることを目的に行ったもので、アルミニウムの溶接部の放射線透過試験に関する規格であるJISZ3105(アルミニウム溶接部の放射線透過試験方法及び透過写真の等級分類方法)を基に、透過度計と階調計との定量的な関係を明らかにするとともに、20.0mm以上の材厚に対して階調計を適用する場合の階調計の構造と寸法を求めた。その検討結果について述べる。

論文

放射線透過試験における階調計の適用に関する研究,(III); アルミニウム溶接部の場合の識別最小線径に及ぼす余盛の影響と階調計の濃度差

大岡 紀一; 平山 一男*; 仙田 富男*

軽金属溶接, 24(3), p.108 - 116, 1986/00

放射線透過写真において透過度計の線が溶接部の余盛によって、どのように影響されるかを調べるため、撮影実験を行い透過度計の線を余盛に対して平行に置いた場合の余盛中央部と母材部での識別状況について計算と実験結果の比較検討を行った。さらに、JIS規格にしたがって透過度計の線を余盛に対して垂直に置いた場合の識別状況についてX線フィルムの観察方法を変えることによって検討した。また階調計の示す濃度差/濃度についても考察を加えた。その結果について述べる。

論文

放射線透過試験における階調計の適用に関する研究,(II); アルミニウム溶接部における階調計の濃度差と透過度計識別度に関する確認実験

大岡 紀一; 平山 一男*; 仙田 富男*

軽金属溶接, 24(2), p.51 - 58, 1986/00

アルミニウム溶接部を撮影する場合、薄板に対して軟X線装置の適用が透過写真のコントラストの点から極めて有効であるが、すべての材厚に対して適用することはX線の透過能力の点から困難であるため、まず使用するX線装置の線質に対応して増感紙の適用について検討し、確認試験に用いるX線装置と増感紙との組み合せを明らかにした。次に、軟X線と鋼用X線装置を用いて、階調計の濃度差を濃度で除した値に関する実験を行い、材厚が6mm以上80mm未満の範囲において材厚と階調計の示す値がJIS規格として妥当であることを確かめた。さらに、透過度計の線が識別限界となるときの最小階調計の示す値について検討を行った。

論文

軽金属の放射化分析

大西 寛; 田村 則

軽金属, 23(5), p.227 - 237, 1973/05

軽金属学会からの依頼による軽金属の放射化分析についての解説である。以下に目次を示す。(1)まえがき (2)放射化分析の方法 (2.1)中性子放射化法 (2.2)$$gamma$$線による放射化法 (2.3)荷電粒子による放射化法 (3)アルミニウム,ベリリウム,マグネシウムの核的性質 (4)軽金属の放射化分析の文献 (5)軽金属の放射化分析の特徴 (6)むすび

論文

管の円周溶接部の放射線透過試験における問題点とその検討; 二重壁片面および両面撮影の配置について

大岡 紀一

軽金属溶接, (131), p.457 - 464, 1973/00

管溶接部の放射線透過試験は平板の溶接部のそれと基本的には変わりないと考えられる。しかし従来のJIS規格が主に平板の突合せ溶接部を対象としているため、そのまま管溶接部に適用するとには問題がある。従って管の溶接部に対する放射線透過試験方法の確立およびJIS規格化が最近多方面から要望されている。本報告は、二重壁片面および両面撮影方法における線源-透過度計-ファイルの配置と放射線束の方向、X線管球の移動量の求め方および二重壁両面撮影を行なう場合の管径の限界に関する実験結果について述べる。さらに管溶接部に対する主な関連規格についてもとりあげ、管の円周溶接部の放射線透過試験方法に関する規格化に際し、参考とするものである。

論文

冷間圧接アルミニウムカプセルの製作および安全性の検討

大岡 紀一; 伊丹 宏治; 野村 末雄

軽金属溶接技術会誌, (116), p.337 - 345, 1972/00

RIを製造するためターゲットであるCo,Ir,SなどはAl製カプセルに入れて照射される。カプセルは安全性を確保するためターゲットの種類により化学的、物理的危険度に応じてAl材で二種ないし三重構造に被覆される。カプセルは圧接法により製作されるので原子炉内で安全かつ円滑に照射されるためにはカプセルについて特に圧接部の健全性が重要になる。従って圧接の最適条件を得るとともに安全性を確保するため各試験検査の適用性と必要性の検討を行なった。その結果(I)圧接状態を検査する1つの方法としてX線透過検査の必要性が認められた。(II)落下衝撃に対しても割れ変形など認められず漏洩検査でも異常なかった。(III)圧接面の耐内圧破壊強度は原材料の加工組成および加工度に依存することが判り2S-Al材で変形度を65%程度に納める様圧接すると耐内破壊強度60~90ks/cm$$^{2}$$のものが得られ、カプセル最適製作法に対する1つの目安が得られた。

論文

漏れ試験法の現状

藤村 理人; 大岡 紀一

軽金属溶接, (99), p.123 - 129, 1970/00

最近溶接時技術の進歩にともない、多くの非破壊検査技術も向上している。その中でヘア クラックのような微小欠陥の検査では、欠陥そのものによる強度の問題よりも、気密性を確保することの要求が増加している。とくに薄肉アルミニウム(合金)溶接部にあっては漏れを生ずる欠陥について問題が他の材料より大きい。ここでは現在行われているヘリウムによる検査を中心に一般的な2$$sim$$3の漏れ試験について述べる。

論文

X線検査による気孔算出の試案

藤村 理人

軽金属溶接, (35), p.1668 - 1672, 1965/11

X線透適法による欠陥検査法は、非破壊検査のなかでもっとも多く実用されていることはここであらためて述べるまでもない。しかしながら、X線検査法にも、いくつかの短所がある。その一つは、撮影方法の巧拙によって、写真判定結果がいちじるしく異なることである。同一試験体に対して、多数の試験機関が試験したところ、判定が正しく一致したのは総試験数の20%に過ぎなかったという結果も報告され、個人差の大きいことを示している。

論文

国産スイミング・プール型原子炉(JRR-4)アルミニウム構造の溶接

藤村 理人; 宮坂 駿一

軽金属溶接, (25), p.1202 - 1209, 1965/00

日本原子力研究所東海研究所では4番目の研究炉としてスイミング・プール型原子炉が完成した。同炉は日立製作所によって製作された国産の研究炉である。その主な仕様は表1に示すとおりであるが、スイミング・プール型の炉としては大型に属するもので、わが国ではいくつかのスイミング・プール型原子炉がつくられているが、このような大規模な炉は初めてで、海外においてはほぼ標準型である。

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