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吉田 雅幸*; 西端 樹*; 松田 朋己*; 伊藤 佑介*; 杉田 直彦*; 城 鮎美*; 菖蒲 敬久; 荒河 一渡*; 廣瀬 明夫*; 佐野 智一*
Journal of Applied Physics, 132(7), p.075101_1 - 075101_9, 2022/08
被引用回数：5 パーセンタイル：62.6(Physics, Applied)This study aims to investigate the influence of the pulse duration on the mechanical properties and dislocation density of a aluminum alloy treated using dry laser peening. The results of the micro-Vickers hardness test, residual stress measurement, and dislocation density measurement demonstrate that over a pulse duration range of 180 fs to 10 ps, the maximum peening effects are achieved with a pulse duration of 1 ps. Moreover, the most significant dry laser peening effects are obtained by choosing a pulse duration that achieves a laser intensity that simultaneously generates the strongest shock pressure, suppresses optical nonlinear effects, and realizes the least thermal effects, which weaken the shock effects.
Zhang, X. X.*; Knoop, D.*; Andr
, H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Lutz, A.*; Lahres, M.*
International Journal of Plasticity, 140, p.102972_1 - 102972_20, 2021/05
被引用回数：28 パーセンタイル：94.05(Engineering, Mechanical)To better understand and predict the mechanical properties of additive manufacturing (AM) Al-Si-Mg alloys, developing a physically-based constitutive model is crucial. Among different models, the dislocation-density-based Kocks-Mecking (K-M) constitutive model has been widely used. In-situ neutron diffraction, a powerful method to measure the phase stress and dislocation density in bulk polycrystalline materials under loading, is employed to investigate the AM AlSi3.5Mg1.5 and AlSi3.5Mg2.5 (wt.%) alloys. Based on the present measured and previous experimental data, a multiscale constitutive model is developed for different AM Al-Si-Mg alloys.
Woo, W.*; Naeem, M.*; Jeong, J.-S.*; Lee, C.-M.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; He, H.*; Wang, X.-L.*
Materials Science & Engineering A, 781, p.139224_1 - 139224_7, 2020/04
被引用回数：39 パーセンタイル：93.32(Nanoscience & Nanotechnology)To elucidate deformation behavior behind the exceptional mechanical properties of CrCoNi based medium entropy alloys, the deformation related microstructural parameters were determined by using in situ neutron diffraction and peaks profile analysis methods. Superior tensile strength and elongation of the CrCoNi alloy is relevant to higher twin fault probability (
, up to 3.8%) and dislocation density (
, up to 9.7 
10
m
) compared to those (1.3% and 3.4 10 m, respectively) of the CrCoNiFe at 293K. Meanwhile, at 140K, the of the CrCoNiFe significantly increased up to 4.4% with the stable of 
5.0 10 m and its mechanical properties overwhelm those of the CrCoNi at 273K. Such twinning dominant deformation mechanism at low temperature is also assured by lower stacking fault energy (SFE) of the CrCoNiFe at 140K compared to those of the CrCoNi and CrCoNiFe alloys at 293K.
菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 吉田 裕*
材料, 69(4), p.343 - 347, 2020/04
金属材料の疲労評価において転位密度は非常に重要な物理量である。一般的に転位密度は走査型電子顕微鏡で評価されているが、最近、X線回折のプロファイルの幅から転位密度を導出する方法が提案されている。本研究では当該技術を放射光に適用したので報告する。オーステナイト系ステンレス鋼SUS316Lを引張ながら2次元検出器により5つの回折プロファイルを取得し、ラインプロファイル解析を実施した。その結果、転位密度は塑性変形後急激に増加し、その値は走査型電子顕微鏡で別途測定した結果とかなり良い一致を示した。今後、局所からの転位密度をその場計測し、ラインプロファイル解析が疲労破壊の機構解明に貢献するものと期待している。
友田 陽*; 小嶋 真由美*; Harjo, S.; Gong, W.*; 佐藤 成男*; Ung
r, T.*
Materials Science & Engineering A, 743, p.32 - 39, 2019/01
被引用回数：25 パーセンタイル：80.76(Nanoscience & Nanotechnology)Heterogeneous plastic deformation behavior of 
oriented individual grains-family with respect to the tensile direction in austenitic steels was studied using electron back scatter diffraction (EBSD) and neutron diffraction (ND) measurements. The kernel averaged misorientation value determined by EBSD for a plastically deformed specimen was different in grain to grain, suggesting different dislocation densities. Such insights obtained from the surface observations with EBSD were quantitatively evaluated as bulk-averaged data using ND. The convolutional multiple whole profile fitting (CMWP) for ND profiles has revealed different dislocation densities in oriented grains-families, showing good coincidence with the EBSD results in trend.
Xiong, Z.; 直江 崇; Wan, T.; 二川 正敏; 前川 克廣*
Procedia Engineering, 101, p.552 - 560, 2015/03
被引用回数：2 パーセンタイル：76.11(Engineering, Multidisciplinary)核破砕中性子源の構造材料として用いられるオーステナイト系ステンレス鋼SUS316Lの超高サイクル疲労挙動について、ひずみ速度10
s
の超音波疲労試験により調べた。超高サイクルの繰返し応力負荷に伴う硬化及び軟化を調べるために、溶体化処理材及び冷間圧延材に対して、疲労試験後の試験片断面の硬度分布、引張り試験による残強度測定、非線形超音波による転位密度変化の計測を実施した。その結果、溶体化処理材では、10
回以上の超高サイクル領域で繰返し硬化が観測された。冷間圧延材では、10回以下では、繰返し軟化が観測された一方、10回以上では、繰返し硬化が観測された。
熊谷 正芳*; 秋田 貢一; 今福 宗行*; 大谷 眞一*
Advanced Materials Research, 996, p.39 - 44, 2014/08
被引用回数：6 パーセンタイル：93.29(Engineering, Mechanical)ショットピーニング(SP)およびレーザーピーニング(LP)を施工したオーステナイトステンレス鋼の微視組織をX線ラインプロファイル解析法によって調査した。SP、LPの両試験片ともほぼ同様の残留応力深さ分布を有するが、微視組織はピーニング施工表面のみならず、表面から数ミクロン深さにおいても微視組織は異なっていた。転位密度はSP試験片のほうがLP試験片よりも高く、また、結晶子サイズはSPのほうがLPよりも小さかった。
菱沼 章道; 片野 吉男; 白石 健介
Journal of Nuclear Science and Technology, 14(10), p.723 - 730, 1977/10
被引用回数：13溶体化処理した316-ステンレス鋼を加速電圧1MVの超高圧電子顕微鏡を用い、370-630
Cの温度範囲で約30dpaまでの電子線の照射によるボイドスウエリングの照射量および照射温度依存性を調べた。 照射量が約5dpaを超えるとボイドの密度と転位密度は一定となり、
V/V=A(dpa)
の実験式で表される。照射温度が高くなるにつれて指数nは増加し、比例定数Aは減少する。照射温度が550Cの場合、指数nは1.5である。これはボイドの成長が空孔子の拡散によって支配されているためである。高温(
550C)では、空孔子のボイド表面での反応がボイドの成長を規制し、nは1.5よりも大きくなる。また低い照射温度(≦550C)でのボイドの成長は転位の影響を受け、nの値は1.5よりも小さくなると考えられる。照射量が30dpaのときスウエリングが最大となる照射温度は570Cである。この温度は照射量が多くなるにつれて高温側にずれる。
菖蒲 敬久; 城 鮎美*
no journal, ,
金属材料を変形させると転位が発生し、これが起点となり構造物の疲労破壊が起こる。本研究では、回折法によるラインプロファイルを利用した解析法による転位密度評価を負荷中の鉄鋼材料に対して実施し、その信頼性を評価した。実験は、SPring-8、BL22XUを用いて実施した。負荷した状態のSUS316L鉄鋼材料からの複数の解説プロファイルを測定し、ラインプロファイル解析により転位密度を算出した結果、負荷の小さい弾性変形領域では、もともと導入されている転位密度がほぼ同じ量で発生しているのに対して、負荷の大きい塑性変形領域では転位密度がほぼ単調増加していることを明らかにした。
Harjo, S.; 川崎 卓郎; 相澤 一也; 友田 陽*
no journal, ,
ラースマルテンサイト鋼は高強度の構造材料の一つとして知られている。引張試験で得られた応力ひずみ曲線から弾性限が低く最初の塑性変形では強度が高く加工硬化が大きいが、その加工硬化をもたらす変形機構が知られていない。本研究ではラースマルテンサイト鋼の変形機構を明らかにするために引張変形中のその場中性子回折実験をJ-PARC匠を用いて行った。変形中に得られた中性子回折パターンから格子応力、転位密度、転位配置等を評価した。組織観察では確認ができなかった残留オーステナイトは約3.7%存在し硬質相を振る舞ったことはわかった。また、マルテンサイト相の転位密度は変形中に若干増加したが転位配置は大きく変化した。この転位配置の変化は大きな加工強化を引き起こした。
菖蒲 敬久; 安田 良*; 城 鮎美*; 吉田 裕*; 徳田 奨*; 柴野 純一*; 熊谷 正芳*
no journal, ,
金属材料を変形させると転位が発生し、これが起点となり構造物の疲労破壊が起こる。本研究では、破断した0.3mm厚SUS316L試験片に対して高エネルギー放射光X線回折法で得られたラインプロファイルを利用した解析法により鉄鋼材料中の転位密度評価を行い、疲労破壊と転位密度との関係を評価した。解析の結果、破断部に近づくにつれて転位密度が急激に増加することを明らかにした。加えて破断部に基本構造であるfcc構造の中にbcc構造が出現していることを明らかにした。鉄鋼材料では転位密度の増加は材料強度の増加に深くかかわり、材料強度はbcc構造のほうがfcc構造より高いことが知られている。つまり、破断部では転位密度の急激な増加により構造が変化したと考えられる。
黒澤 雅也*; 吉田 裕*; 杉野 義都*; 丹野 敬嗣; 矢野 康英
no journal, ,
転位密度評価技術開発として、11Crマルテンサイト鋼(PNC-FMS)の熱時効材についてX線回折を実施し、Lorentz関数を用いた解析を実施した。フィッティング時の係数決定に改良Warren-Averbach式を用いた近似の適用することで、得られた転位密度が熱時効影響の指標となるLarson-Millerパラメータと共に低下する挙動を再現することができた。
伊東 達矢; 小川 祐平*; Gong, W.; Mao, W.; 川崎 卓郎; 岡田 和歩*; 柴田 曉伸*; Harjo, S.
no journal, ,
近年、高圧ガス環境中で均一に水素を固溶させたオーステナイト系ステンレス鋼SUS310Sにおいて、強度・延性が共に向上することが報告された。これは水素による固溶強化と双晶変形の促進によると説明されているが、転位密度や積層欠陥など、個々の因子に対する水素の影響の詳細は明らかとなっていない。本研究では、J-PARCの工学材料回折装置「匠」での引張試験中その場中性子回折により、変形メカニズムを明らかにすることを試みた。得られた中性子回折パターンから、水素による体積変化や固溶強化の存在を確認した。更に、転位密度、積層欠陥密度、双晶変形開始ひずみ・応力を評価した。これらの解析により、水素が変形メカニズムに与える影響を明らかにした。
