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Su, Y. H.; 及川 健一; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; 堀野 孝*; 井戸原 修*; 三阪 佳孝*; 友田 陽*
Scientific Reports (Internet), 11, p.4155_1 - 4155_14, 2021/02
被引用回数：16 パーセンタイル：75.99(Multidisciplinary Sciences)A time-of-flight Bragg-edge neutron transmission imaging was used to investigate the microstructure and strain distributions in a gear hardened by a newly developed two-step induction-heating method: precursor (Sample 1) and final product (Sample 2). The edge- position and edge-broadening were determined and mapped with high spatial resolution, which enabled us to confirm the two-dimensional distributions of the microstructure and residual strain. A deep hardened layer was made for Sample 1 in which martensite was formed on the entire teeth and the outer peripheral portion of the gear body. Sample 2 was subjected to double induction-hardening, where a tempered martensite was formed as the thermal refined microstructure between a fine-grained martensite at the tooth surface and a ferrite-pearlite microstructure at the core. The relationship between edge-broadening and the Vickers hardness described by a linear equation was employed to derive the elastic residual strain. The residual strain map for Sample 2 revealed that a steep compressive strain was introduced into the fine-grained martensite at the tooth surface by the super rapid induction- heating and quenching process. The reversal of tension was speculated to occur below 2 mm from the tooth tip, and the strain was almost zero in the core region.
鈴木 賢治*; 菖蒲 敬久
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 10(4), p.9 - 17, 2019/02
弾性異方性をもつ材料中では、塑性変形が発生した際に結晶間に応力差が生じており、これが材料破壊に深くかかわっていることが知られている。本研究では、高エネルギー放射光回折法を用いて、塑性変形させた材料中の荷重方向の残留応力を結晶方位ごとに調べた。その結果、残留応力はX線的弾性定数(回折面ごとに求められるヤング率)が高い指数では引張残留応力、低い指数では圧縮残留応力が発生していることがわかった。この結果は、材料強度を向上させる際、集合組織のように結晶方位を制御する技術に役立つと考えている。
石原 正博; 相原 純; 奥 達雄*
Proc. of 14th Int. Conf. on Structural Mechanics in Reactor Technology, 2, p.455 - 462, 1997/00
HTTRの炉内黒鉛構造物は、中性子照射下のクリープ変形と寸法収縮により残留ひずみが原子炉の運転とともに蓄積するため、供用期間中にどの程度の残留ひずみの蓄積があるのかを非破壊的に調べる必要がある。そこで、残留ひずみの推定法として、一定荷重で圧子を押し込んだ時の押し込み深さの違いを計測する方法を検討した。試験では、引張り荷重を試験片に負荷することにより残留ひずみを模擬した状態で微小硬度計により圧子を試験片に押し込み、押し込み荷重と押し込み深さの特性を調べた。さらに、有限要素法を用いた弾塑性応力解析により変形特性に及ぼす残留ひずみの検討を行った。その結果、微小硬度計を用いる方法が黒鉛構造物の残留ひずみ推定法の一つとして有用であるとの結論を得た。
石原 正博; 奥 達雄*
日本機械学会論文集,A, 62(602), p.2305 - 2309, 1996/00
高温工学試験研究炉の黒鉛構造物には、原子炉の運転とともに中性子照射による寸法収縮変形およびクリープ変形により残留ひずみが蓄積される。したがって、原子炉の安全運転の観点から、黒鉛構造物中に蓄積される残留ひずみの程度を非破壊的に計測する必要がある。一方、黒鉛の応力・ひずみ曲線が非線形性を示すことから、残留ひずみの蓄積により材料の変形特性が異なることが予想される。そこで、種々の引張模擬残留ひずみを発生させた試験片表面に微小硬度計によりダイヤモンド圧子を押し込み、連続的に押し込み荷重と深さを計測した。その結果、残留ひずみの増加により圧子の押し込み深さが増加し、変形抵抗の減少が認められるとともに、微小硬さが減少した。したがって、黒鉛構造物の残留ひずみ計測法として、微小硬度計を用いて硬さ分布を測定することにより、残留ひずみが非破壊的に検知可能であることがわかった。
國富 一彦; 菱田 誠; 田中 利幸
日本原子力学会誌, 26(1), p.44 - 46, 1984/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.3(Nuclear Science & Technology)日本原子力研究所が開発を進めている多目的高温ガス実験炉の炉心の周囲には固定反射体が配置されている。この固定反射体は炉心拘束バンド(以下拘束バンド)により締め付けられている。拘束バンドの各要素は,1Cr-0.5Mo-0.3V鋼製の中心棒のまわりに,SUS304鋼と1Cr-0.5Mo-0.3V鋼製の中空円筒状の部材を同心円状に4個交互に組み合せた構造となっている。このような構造とすることにより,拘束バンド全体の線膨張係数を黒鉛の線膨張係数と等しくし,運転中・停止中とにかかわらず常時固定反射体ブロックに一定の締付け力を与えることができなくなる可能性がある。
栗原 良一; 植田 脩三; 磯崎 敏邦; 宮崎 則幸; 矢野 歳和; 加藤 六郎; 宮園 昭八郎
Nucl.Eng.Des., 76(1), p.23 - 33, 1983/00
被引用回数：8 パーセンタイル：68.35(Nuclear Science & Technology)原子炉一次冷却系配管が瞬時にギロチン破断した場合を想定して、パイプホイップ試験およびジェット放出試験が日本原子力研究所において実施されている。本報は1979年から1981年にかけて実施したBWR・LOCA条件下における4インチ口径パイプホイップ試験結果についてまとめたものである。試験圧力は6.8MPaであり、試験温度は285
Cであった。この一連の試験においてクリアランスは100mmで一定とし、オーバーハング長さをそれぞれ250,400,550および1000mmに変えた。この試験の主な目的はパイプホイップ挙動に対するオーバーハング長さの効果を調べることである。試験結果からオーバーハング長さが短いほど、配管およびレストレントの変形が抑えられることが明らかになった。またオーバーハング長さを1000mmにすると、配管はレストレント設置点の近くで塑性破壊する結果を得た。
衛藤 基邦
Journal of Nuclear Materials, 57(2), p.205 - 211, 1975/02
被引用回数：5圧縮試験の際の荷重及び除荷に伴って消費されるエネルギーと残留ひずみの関係を原子炉用黒鉛と一般の工業用黒鉛について調べた。また、破壊エネルギーと圧縮強さ等の機械的性質との相関性についても検討した。残留ひずみ
と消費エネルギーEとのあいだには、ニードルコークス黒鉛及び微粒等方質黒鉛の場合、
E2
,ギルソナイト黒鉛ではE3なる関数が見られ、これらの関係を黒鉛の変形に関するいくつかの仮定から導出した。多結晶黒鉛の圧縮強さ及び破断ひずみが、いずれも破壊エネルギーの1-2乗に比例することも確かめられた。
衛藤 基邦; 奥 達雄
Journal of Nuclear Materials, 57(2), p.198 - 204, 1975/02
種々の多結晶黒鉛の残留ひずみの応力依存性を調べ、Jenkinsの式が実験結果と一致するかどうかを検討した。また、高温における中性子照射の応力依存性に及ぼす効果をも検討した。残留ひずみと応力の関係はかなり広い応力範囲で=C(
/
)
なる式で表わされる。ここで,,は各々、残留ひずみ,応力及び破断応力である。Cとnは定数で、いずれも黒鉛の銘柄と試験片の採取方向に依存する。NとCの値は、中性子照射(3~9
10
n/cm,E
0.18MeV,820~920C)によって減少する。これは照射によって、クラックや空隙の数や大きさが変化するためと思われる。なお、照射に関するデータは参考程度に示すに留めた。
Su, Y. H.; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 及川 健一; 甲斐 哲也; Gong, W.; Harjo, S.; 川崎 卓郎; 相澤 一也; 鬼柳 善明*
no journal, ,
Fatigue damage is known as one of the major concerns in maintaining the integrity of large-scale engineering components. The nonlinear strain/stress distribution around a fatigue crack tip has a great impact to understand the fatigue and crack growth behavior of engineering component. We consider that it is possible to reveal local variations in strain and microstructure around a fatigue crack tip throughout the thickness of the material by using the non-destructive Bragg-edge imaging and diffraction probes. To investigate the influence of austenitic and ferritic phases on the changes in the strain and microstructure of steels during cyclic fatigue, we selected a typical single austenite stainless steel SUS304 and a duplex stainless steel SUS329J4L. The fatigue tests on the compact-tension samples were conducted with a servo-hydraulic fatigue testing machine. The pulsed Bragg-edge imaging experiment on the fatigued samples was performed at BL22 RADEN in MLF/J-PARC. The time-of-flight neutron diffraction strain mapping was performed at BL19 TAKUMI in MLF/J- PARC. Two-dimensional maps of inhomogeneous residual strain and microstructure for the samples, which had been under different fatigue loading conditions, were determined by Bragg-edge spectral analysis. The obtained Bragg-edge imaging results were quantitatively compared with those determined by diffraction. Surface strains measured by digital image correlation during the fatigue tests will also be presented.
