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論文

Real time observation of martensite transformation for a 0.4C low alloyed steel by neutron diffraction

Wang, Y.*; 友田 陽*; 大村 孝仁*; 諸岡 聡; Gong, W.*; Harjo, S.

Acta Materialia, 184, p.30 - 40, 2020/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:15.38(Materials Science, Multidisciplinary)

A high-intensity and high-resolution neutron diffractometer with a thermomechanically controlled processing simulator was employed in-situ to investigate martensite transformation behavior with and without ausforming for a medium-carbon low-alloy steel. Serial neutron diffraction profiles have revealed that the transformation behavior could be successfully monitored during quenching with and without the ausforming process. The lattice parameter and the full width at half maximum of austenite peaks significantly decreases and increases upon martensite transformation, respectively. After ausforming, the data reveal that lattice parameters are larger in austenite whereas smaller in martensite compared with those in the non-ausformed case, which is ascribed to the introduced dislocations. The cutting-edge operant quantitative measurements with neutron diffraction for steel production is demonstrated.

報告書

結晶粒界構造制御による原子炉配管材料の粒界鋭敏化抑制効果,原子力基礎研究 H11-023(委託研究)

粉川 博之*; 嶋田 雅之*; Wang, Z.*; 佐藤 裕*; 佐藤 嘉洋*; 木内 清

JAERI-Tech 2003-014, 22 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-014.pdf:1.68MB

原子炉用SUS304ステンレス鋼やインコネル600などの原子炉配管材料の熱鋭敏化を抑制する手段として、結晶粒界構造の制御に着目した解析研究を実施した。鋭敏化と結晶粒界構造との相関性をTEM観察等により解析して、低エネルギー結晶粒界の構造を持つ場合には、鋭敏化が抑制されることを見いだした。さらに低エネルギー結晶粒界を持つような材料に改善するための加工熱処理法を検討して、鋭敏化を生じにくい材料を開発した。

報告書

分散強化型フェライト鋼被覆管製造技術開発(VIIB)

福田 匡*; 阿佐部 和孝*; 池田 浩之*; 山本 祐義*; 松本 一夫*; 福本 博志*; 森本 福男*

PNC-TJ9009 96-002, 172 Pages, 1995/10

PNC-TJ9009-96-002.pdf:11.22MB

酸化物分散強化型(ODS)フェライト鋼は耐スエリング性と高温強度に優れることから、大型高速実証炉を対象とした長寿命燃料被覆管材料として注目されている。ODSフェライト鋼の被覆管への適用性を評価するために、本年度は、昨年度に引き続き再結晶組織の導入による強度異方性及び延性・靱性の改善を目的とした検討を実施した。昨年度は、13Cr-3W-0.4Ti-0.25Y2O3(過剰酸素量;0.10wt%)を基本組成とした結果、繰り返し再結晶が不十分でであった。そこで本年度は再結晶がより容易と考えられる成分系13Cr-3W-0.4Ti-0.25Y2O3(過剰酸素量;0.07wt%)を基本組成として選定し、繰り返し再結晶により最終的に再結晶組織を有する被覆管製造条件の検討を行い結果を得た。

報告書

YAGレーザによるステンレス鋼加工フロー端面の表面改質

永井 崇之; 武田 誠一郎; 河田 東海夫; 加藤 利弘*; 川野辺 一則*

PNC-TN8410 91-279, 49 Pages, 1991/11

PNC-TN8410-91-279.pdf:6.76MB

(目 的)310Nbステンレス鋼の加工フロー端面にYAGレーザを照射し,最表面の組織を変えることによって,ステンレス鋼加工フロー端面の耐食性を向上させる。(方 法)丸棒状の 310Nb圧延材(圧延は軸方向)を円板形状に切断し,この円板の加工フロー端面である両面にYAGレザーを照射した。照射条件は60Hzパルス発振,ビーム径1mm$$phi$$とし,レーザー出力300W,600W),加工ガスの種類(N2,Ar),および試験片の送り速度(50$$sim$$400mm/分)をパラメータとした。照射後,改質表面と断面の観察,表面硬さおよび改質層厚さの測定ならびに腐食試験により耐食性を評価した。なお,比較として,未照射の試験片についても評価を行った。(結 果)本試験の結果を以下に示す。1) 全ての照射条件において,改質層でのマイクロクラックは認められなかった。2) 照射時のレーザ出力が高いほど改質層は厚くなった。3) 照射時の試験片送り速度が速くなるほど,改質層は薄くなる傾向があった。4) 照射時の加工ガスの種類による開始層厚さの差は認められなかった。5) レーザ照射による改質試験片の耐食性は最大浸食深さにおいて,全ての改質試験片とも未照射の試験片の半分以下と向上した。(結 論)ステンレス鋼加工フロー端面にYAGレーザを照射することによって,照射表面が改質し,加工フロー腐食に対する耐食性が向上ることがわかったホ

論文

Effect of phosphorus and boron additions on helium bubble microstructure in titanium-modified austenitic stainless steels

實川 資朗; 北條 喜一; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.538 - 541, 1991/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.13(Materials Science, Multidisciplinary)

微量なリン及びホウ素を添加した改良ステンレス鋼及びこれに加工熱処理を行なった試料をイオン注入装置付きの100kV電顕に入れ773Kから923Kでミクロ組織変化をイオン注入しながら、連続観察した。イオン照射は10kVのHe$$^{+}$$イオンを1.8$$times$$10$$^{18}$$ He$$^{+}$$/m$$^{2}$$sの照射速度で行なった。試料中のイオン入射表面近傍に微細(10nm$$>$$)なバブルの形成が観察された。これらのバブルは照射中に成長を続け合体して大きくなった。合体によるバブルの成長はP及びBの添加により抑制された。この抑制効果はPよりBの方が強かった。また。Tiが無い場合には、PやBの効果は小さくなった。時効させると、Ti、P及びBの効果は減少した。以上より、Ti、P及びBの添加はバブルの合体による成長を抑制すること、そして、この効果はたぶんHeクラスタ上へのMCの析出傾向に依存するのであろう。

論文

Alloy development for first wall materials used in water-cooling type fusion reactors

木内 清; 石山 孝; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.477 - 480, 1991/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.13(Materials Science, Multidisciplinary)

水冷却型核融合炉の第一壁に使用する構造材料には、耐照射性や機械的性質及び高熱流束下の健全性等の諸性質と共に高温水との両立性を合わせもつ総合特性が要求される。そこでIASCC等の重照射腐食の原因となる低温鋭敏化を起こしにくいように、オーステナイトの相安定性の向上と清浄化を計り、さらに既開発のSAR法と呼ばれる加工熱処理法により改質したオーステナイトステンレス鋼を開発した。その試作合金について、上記に関連した基本特性を、JIS規格腐食試験、1MeV電子線照射試験、定速低歪速度引張り試験及び水素ビーム照射試験等により調べた。この結果、試作合金は、SUS316鋼に比較して耐スウェリング性が大巾に改善されると共に、PCAのように高熱流束下で割れを起し易いような問題も無く、また細粒化と分散強化の両効果により、中高温の機械的性質も優れていることが明らかとなった。

論文

SUS304ステンレス鋼の粒界腐食防止のための加工熱処理

木内 清; 近藤 達男

鉄と鋼, 70(1), p.112 - 119, 1984/00

SUS 304などの汎用の炭化物比安定化型オーステナイトステンレス鋼は,多くの実用環境で粒界腐食(IGC)や粒界型応力腐食割れ(IGSCC)が経験され,この原因の究明や防止対策が数多く検討されてきた。材料側からみたこの原因としては,炭化物の析出温度域での加熱の際に生しる粒界部分での組織変化すなわち鈍敏化が最も重要であるとされている。IGC,IGSCC感受性は,粒戒に析出したM$$_{2}$$$$_{3}$$C$$_{6}$$の形態,Crの欠乏した層の性状およびSやPなど不純物元素の流会偏析の度合などに複雑に関係するための材料改善の方法は,鈍敏化すなわち炭化物の析出反応を抑制することにより有効に達せられることから,主として次の2つの手段が検討されてきた。

報告書

Protection of Type 316 Austenitic Stainless Steel from Intergranular Stress Corrosion Cracking by Thermo-Mechanical Treatment

木内 清; 辻 宏和; 近藤 達男

JAERI-M 8786, 19 Pages, 1980/03

JAERI-M-8786.pdf:0.97MB

BWR系軽水炉では、溶接熱影響部で生じるオーステナイトステンレス鋼のIGSCCが最も重要な問題であり、多くの対策が検討されて来た。抜本的な解決法は、合金改良によりIGSCCを生じない材料を作ることである。このために低炭素、N添加の材料が試作されているが、合金の組成を考えた場合、設計コード等のデータベースの確立など実用化迄にかなりの日時と経費を要する。本報の手段は、合金組成は全く変えずに加工熱処理のみにより同様な効果を得ようとするものである。この手段は、完全に溶体化処理した素材に十分な加工を加えた後、まず再結晶温度以下の時効温度で十分析出を完了させ、さらにより高温で再結晶を行う方法である。この方法により生じた粒界は、析出物と無関係に存在し、鋭数化処理を施しても粒界SCC感受性を生じないことが分った。IGSCC感受性については、Strauss始め、多くの評価手段を用いて無処理剤と加工熱処理材との対比試験を行ない、最適条件の加工熱処理法を得た。

口頭

Dislocation monitoring during deformation and new sample environment device for engineering studies

Harjo, S.; 川崎 卓郎; 友田 陽*; 柴田 曉伸*; 辻 伸泰*; 相澤 一也

no journal, , 

Two topics done at TAKUMI of MLF, J-PARC are introduced. Evolutions of dislocation characteristics during tensile deformation in a lath martensitic steel have been possible to be monitored by applying the convolutional multiple whole profile (CMWP) fitting method, to understand the strengthening behavior of metallic material with extremely high dislocation density induced during the material preparation. This method is possible to be applied to understand the deformation behaviour of bulk nano materials. A new sample environmental device for simulating Thermo-Mechanical Controlling Process of materials (thermec-mastor) has been installed in a collaboration between a research group in Kyoto University and TAKUMI. This new device is designed to heat and cool a specimen rapidly, and to apply compression with a high strain rate. The basic design and the commissioning progress of the thermec-mastor will be briefly introduced together with the first neutron diffraction data on steels.

口頭

J-PARCでの加工熱処理シミュレータを用いたその場中性子回折の予備実験

Harjo, S.; 川崎 卓郎; 相澤 一也; 柴田 曉伸*; 辻 伸泰*

no journal, , 

金属材料の加工熱処理制御プロセスをシミュレートするための新しいサンプル環境装置(thermec-mastor)は、文部科学省の構造材料元素戦略プロジェクト内で、京都大学とMLFのBL19(匠)研究グループ間の共同で開発し匠にインストールされた。本装置は、試験片を誘導加熱により加熱し、ガス注入によって冷却できるように設計されている。加熱と冷却の最高速度は約30K/sで、最高速度が100mm/sの圧縮変形を適用することが可能である。本装置の基本設計及び本装置を用いた鉄鋼材料の加工熱処理制御プロセス中のその場中性子回折実験について紹介する。

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