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論文

Unusual plastic deformation behavior in lath martensitic steel containing high dislocation density

Harjo, S.; 川崎 卓郎; 友田 陽*; Gong, W.

Materials Science Forum, 905, p.46 - 51, 2017/08

To understand the strengthening mechanism of a metallic material with high dislocation density, the plastic deformation behavior of lath martensite was studied by means of in situ neutron diffraction measurements during tensile deformations using a 22SiMn2TiB steel and a Fe-18Ni alloy. The characteristics of dislocation were analyzed and were discussed with the relation of stress-strain curves. The dislocation densities induced by martensitic transformation during heat-treatment in both materials were found to be originally as high as 10$$^{15}$$ m$$^{-2}$$ order, and subsequently to increase slightly by the tensile deformation. The parameter M value which displays the dislocation arrangement dropped drastically at the beginning of plastic deformation in both materials, indicating that the random arrangement became more like a dipole arrangement.

論文

量子ビーム回折法を用いた鉄鋼組織解析

佐藤 茂男*; 小貫 祐介*; 菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 田代 均*; 轟 秀和*; 鈴木 茂*

金属, 86(8), p.654 - 660, 2016/08

鉄鋼材料に代表される金属のミクロ組織に対し、放射光、中性子線の量子ビームを用いた新たなアプローチが可能になる。放射光の高輝度特性を活かしたマイクロ領域測定は高温その場測定により、構造内部の転位の分布、転位の回復現象の追跡が可能となる。また、中性子線はバルク平均情報の特徴を活かすことで、複相鋼の強化機構メカニズムが詳細に考察できる。これら解析事例を原理とともに紹介している。

論文

排煙処理

南波 秀樹

放射線利用における最近の進歩, p.162 - 172, 2000/06

放射線(電子線)を用いた排煙処理の対象として、これまで研究されてきたものは、(1)石炭、石油等の火力発電所からの燃焼排煙(処理対象: 硫黄酸化物,窒素酸化物)、(2)ゴミ燃焼排煙(処理対象: 硫黄酸化物,窒素酸化物,塩化水素,ダイオキシン等)、(3)鉄鋼焼結炉排煙(処理対象: 窒素酸化物,硫黄酸化物)である。また、排ガスの処理としては、(4)工場換気排ガス(処理対象: 有機化合物,有機塩素化合物)、(5)トンネル換気排ガス(処理対象: 窒素酸化物)、(6)土壌換気排ガス(処理対象: 有機塩素化合物)などがある。ここでは、特に実用化の域に達している火力発電所からの燃焼排煙処理技術について、その現状を詳述するとともに、ほかの排煙処理についても解説する。

報告書

原子力関係材料の電子線照射効果に関する基礎研究

蔵元 英一*; 阿部 博信*; 大沢 一人*; 竹中 稔*; 長谷川 信; 平野 耕一郎

JNC-TY9400 2000-007, 50 Pages, 2000/03

JNC-TY9400-2000-007.pdf:1.29MB

本報告書は、九州大学応用力学研究所と核燃料サイクル機構が、「原子力関連材料の電子線照射効果に関する基礎研究」に関して、共同で実施した研究成果をとりまとめたものである。本研究の目的は、原子炉中性子などの照射環境下で使用される原子力関連材料(鉄銅合金他)の特性変化の基礎過程を明らかにするために、これらの材料に対する電子線照射効果を実験的手法および計算機シミュレーションなどを通してその基礎的側面から解明していくことである。高純度の鉄中における照射欠陥と銅原子の相互作用に関して、電気抵抗測定、陽電子消滅寿命測定などからそのミクロ過程に関する情報が得られた。すなわち照射で導入された原子空孔、格子間原子と強い相互作用を有して等時焼鈍回復過程に大きな影響を与えることが判明した。このことは銅原子の照射促進析出に繋がるものとして重要な結果である。また、種々の欠陥集合体に関する計算機シミュレーションをモデル結晶中で行い、その原子構造、動的挙動、転位との相互作用などに関する情報が得られた。格子間原子の微小集合体はサイズの増大とともに転位ループとしての性質をもち、移動の活性化エネルギーも低いなどの結果が得られた。また、今後の課題も明らかにした。

報告書

材料特性データ集 高速炉構造用SUS316(母材)の引張特性 No.B01

加藤 章一; 青木 昌典; 佐藤 勝美*; 鈴木 高一*; 小林 裕勝*; 矢口 勝己*; 吉田 英一

PNC-TN9450 91-008, 38 Pages, 1991/09

PNC-TN9450-91-008.pdf:0.75MB

本報告は,高温構造材料設計 材料強度基準および高温強度特性評価法の高度化に供することを目的に,FBR大型炉用構造材料として適用が予定されている高速炉構造用SUS316(316FR)について,材料開発室の研究開発計画に基づいた試験で取得した引張特性データをまとめたものである。今回報告する試験内容は,(1)材 料 :高速炉構造用SUS316(母材) 1・板 B7ヒート 50mmt$$times$$1000mm$$times$$1000mm 2・板 B8ヒート 40mmt$$times$$1000mm$$times$$1000mm 3・板 B9ヒート 25mmt$$times$$1000mm$$times$$1000mm(2)試験温度 :RT$$sim$$750度C(3)試験方法 :JIS G 0567 「鉄鋼材料および耐熱合金の高温引張試験方法」 およびN241 79-32「FBR 金属材料試験実施要領書」に準拠(4)データ点数:64点 なお,材料特性は,「FBR構造材料データ処理システム SMAT」のデータ様式に従い作成したものである。

論文

硫酸2-ペリミジニルアンモニウムの熱分解を利用する同位体希釈質量分析法による硫黄の定量

渡部 和男; 大内 操

分析化学, 36(7), p.T77 - T80, 1987/07

質量分析法による硫黄の同位体比測定のため、硫酸塩硫黄から二酸化硫黄の簡便な調整法を確立した。硫黄を硫酸ペリミジニルアンモニウムの沈澱として回収した後、真空中、450$$^{circ}$$Cに5分間加熱して熱分解し二酸化硫黄を得た。確率した方法を鉄鋼に含まれる硫黄の同位体希釈定量に応用した。実際試料では、硫酸ペリミジニルアンモニウムの生成に先立ち主成分の鉄などを除去する必要があることが分かった。本法の精度は、硫黄含有率が(0.0014~0.019)%の試料に対して相対標準偏差で5%以内であった。

論文

海塩粒子存在下における試験片を使用した塗装系腐食試験

戸沢 誠一*; 大内 康喜; 伊藤 彰彦

防食技術, 31(7), p.460 - 466, 1982/00

我が国の工業施設は海塩粒子の影響を受ける場合が多く、腐食しやすい環境下におかれており、鉄鋼資材の腐食は安全性の観点からも重要な問題である。本報告は、海塩粒子存在下の鉄鋼資材の塗装による防食という考え方から、従来多方面で使用されているメラミン樹脂塗装と長期防食用に橋梁などで使われているジンクリッチペイントを含む重防食塗装系を取上げ、小型の試験片により約1年間の野外大気ばく露試験を行った結果をまとめたものである。本試験の環境条件下では、メラミン樹脂塗料を12~36$$mu$$の膜厚で上塗又は下塗に使用した試験片では塗膜が劣化し、鋼板素地上に赤銹が発生した。これに反し、ジンクリッチペイントなどを下地とした膜厚173~495$$mu$$の重防食塗装系の試験片ではたとえ上塗塗膜に人為的に付傷した場合においても、塗装系に異常は見られず、鋼板素地上にも赤銹は発生しなかった。

論文

封管溶解-同位体希釈質量分析法による鉄鋼中の硫黄の定量

渡部 和男

分析化学, 30, p.T103 - T105, 1981/00

鉄鋼中の硫黄の定量には,迅速かつ高精度の燃焼法が一般に用いられているが,その定量値の正確さは校正に用いる標準試料に大きく依存する。そのため硫酸バリウム重量法は依然として基準法として重要視されているが,低含量(0.01%以下)の試料に適用するのは困難である。微量硫黄にも適用できる還元蒸留-吸光光度法が新しくJISに採用されることになった。後二者とも,硫黄を性格に定量するには,試料の溶解時に硫黄を完全に硫酸塩に酸化しなければならない。著者は先に耐熱合金中の硫黄の定量に同位体希釈質量分析法(ID-MS)を適用し,微量領域の硫黄も正確かつ精度良く定量できることを報告した。IDMSにおいても,試料の溶解時に硫黄を完全に硫酸塩として捕そくしなければならない。しかしこの方法には,試料中の硫黄が完全に硫酸塩となり,硫酸塩硫黄スパイクと完全に混合され,同位体平衡となれば,後の操作は必ずしも定量的である必要がなく,又感度も高い利点がある。従ってIDMSは試料溶解時における硫黄の酸化条件を検討するには最適な方法の一つであると考えられる。先に著者は,炭素鋼の溶解時に臭素を加えると硫黄の酸化に効果的であることを確認した。しかし鋼の中には,臭素を加えても一部の硫黄が揮散し,低い定量値を与えるものがあることが分かった。気体硫黄化合物を完全に捕そくすることは,溶解装置も複雑となり,空試験値の制御も難しい。そこで試料を高温,高圧の密閉系の下に溶解する封管溶解法を適用し,硫黄を完全に硫酸塩として捕そくする方法を検討したので報告する。

報告書

The Present state of manufacturing LWR pressure vessels in Japan, 1; Heavy section RPV steels

長谷川 正義*; 川崎 正之; 藤村 理人

JAERI-M 5809, 39 Pages, 1974/07

JAERI-M-5809.pdf:1.56MB

日本における原子炉圧力容器鋼材は、原子炉の要求する品質を有している。本論文では、最近の超厚板の製造の現状をまとめたものである。本報告書は1974年10月にIAEAのワーキング・グループで紹介される。

報告書

JMTR試用期間照射報告書,3; 鉄鋼関係

材料試験炉部

JAERI-M 5595, 137 Pages, 1974/03

JAERI-M-5595.pdf:3.72MB

JMTR試用期間の鉄鋼関係照射について、鋼種別に試験目的と照射結果並に検討結果をまとめ第3分冊としたものである。その結果を2~3例示すると、1)フェライト結晶粒度の照射脆化への影響は、微細な程照射感受性は少ないこと、2)SM50Aのステンレスクラッド材について、圧延クラッド材は肉盛クラッド材に比し照射脆化感受性は小さいこと、3)A533B鋼のオーステナイ卜結晶粒度の照射脆化感受性については文献の結果と異り感受性は認められなかったこと、4)ステンレス鋼の460~500$$^{circ}$$C、10$$^{2}$$$$^{0}$$n/cm$$^{2}$$程度の高温照射では強度・伸びともにあまり変化しないこと、5)PC鋼線の照射効果については、レラクセーショソロス値は照射前に比し低下していることが傾向として言えること、などがあげられる。一般的に言って、今回の照射により、キャプセルの設計・製作・ハンドリング・照射後試験などに習熟し得、照射条件の実現の精度を知り得たことは有用であった。

論文

鉄鋼材料の腐食疲労

近藤 達男

日本鉄鋼協会西山記念技術講座, p.159 - 191, 1973/00

腐食疲労データの解釈と応用を中心にした一般論のあと、疲労き裂発生機構と、伝播の動力学的な問題について過去3~4年の進歩の総説を行なった。特に問題を鉄鋼の場合にしぼって詳説し、新しく発展して来た、線形破壊力学の応用にもとづく現象論的なき裂伝播の法則性の記述、腐食環境効果の物理化学的内容の解明へのいとぐちとなる諸事実の解説などでまとめた。

論文

鉄鋼のぜい化のかたさによる検出

佐藤 千之助; 奥 達雄

日本機械学会論文集,A, 31(257), p.1 - 10, 1968/00

鉄鋼のぜい化現象は、一般に温度(低温ぜい化),切欠き(切欠きぜい化),予ひずみ(加工ぜい化)などによって影響をうけることが知られている。原子炉用としては中性子の照射によってぜい化し、その延性-ぜい性遷移温度がしだいに上昇するので、原子炉の運転の年月とともにその安全使用温度が高くなり、ぜい性破壊の危険を生ずることになる。従来、鉄鋼のぜい化の検出についてはVノッチシャルピー衝撃試験などの動的方法や切欠き引張りまたは曲げなどの静的方法によりぜい化遷移温度を求めることがひろく行なわれてきた。これらの試験方法はいずれも破壊までの吸収エネルギ,荷重,断面収縮量,せん断破面率,き裂長さなどを求め、これらの量の遷移温度を求めるものであるが、多数の試料を要するばかりでなく、相互の間の関係が必ずしも明確ではない。

論文

かたさ試験による鉄鋼溶接部のぜい化遷移温度の測定

佐藤 千之助; 奥 達雄; 柚原 俊一

材料, 17(178), p.610 - 616, 1968/00

溶接部を含む鉄鋼のぜい性破壊の問題は、その安全性に関与する種々の要因が取り上げられ、多くの試験研究が行なわれてきた。鉄鋼板に溶接を施した場合、最高温度がA$$_{1}$$変態点以上に加熱され、複雑な組織変化を起こす熱影響部やその外側の組織変化は少ないがじん性の著しく低下するぜい化領域が存在することなどはよく知られた事がらである。ぜい化の測定は実用上、シャルピー・Vノッチ衝撃試験などによるいわゆるNDT温度(Nil ductility transition temperature)、すなわちこれ以下の温度でほとんど塑性変形なしに降伏応力以下の低応力で、ぜい性的に破壊が伝ぱする温度がその指標として取り上げられる。

論文

鉄鋼のぜい化のかたさによる研究

奥 達雄; 佐藤 千之助

材料, 15(155), p.547 - 554, 1966/00

いろいろの分野における鉄鋼構造物のぜい化あるいはぜい性破壊はその構成材料である鉄鋼の種々の原因によるぜい化から生ずることが知られている。周知のように、鋼構造物のぜい性破壊はその材料の切欠きぜい性、低混ぜい性が主要な原因となる問題点とされ、他の機械的性質は同等であっても、より低い延性-ぜい性遷移温度をもち、よりすぐれた切欠きじん性をもつ材料が要求される。原子炉の場合、その圧力容器がぜい性破壊を起こした実例はないが、原子炉圧力容器材料、圧力管用材料などが原子炉内の高速中性子によってぜい化し、いわゆる延性-ぜい性遷移温度がしだいに上昇することは広く知られていることである。そのために原子炉の運転時間の経過とともに原子炉圧力容器などの安全使用温度限界が上昇し、室温以上のかなり高い温度でもぜい性破壊の危険を生ずる可能性があるので、運転条件などの変更を行なわねばならないという点に問題がある。

論文

原子炉用鉄鋼材料の照射効果

川崎 正之; 藤村 理人

日本金属学会会報, 4(2), p.77 - 89, 1965/00

原子炉における鉄鋼材料の主な用途は圧力容器、ダクト、熟交換器などのいわゆる高温高圧構造系である。これらの構造系は原子炉の安全性について最も重要な役割を果す部材であるので、品質の高い鉄鋼材料が使用され、それらの溶接部も主として無欠陥の溶接が要求されることが多い。また、鉄鋼材料の種類も各種の鋼種が使用され、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、ステンレス・クラッド鋼などを多量使用する。これらの圧力容器および配管系は、設計、工作技術上の難点をかかえている上に、原子炉寿命中に速中性子照射を10$$^{1}$$$$^{8}$$~10$$^{1}$$$$^{9}$$n/cm$$^{2}$$程度うけていわゆる照射脆化を生ずる。鉄鋼材料の照射脱化の程度は10$$^{1}$$$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$の速中性子照射量を超えると加速度的に脆性破壊遷移温度の上昇を示すので、原子炉の安全上重要な問題点となっている。

論文

原子炉構造用鉄鋼材料の照射脆化の研究

川崎 正之; 藤村 理人; 中崎 長三郎; 生田目 宏

鉄と鋼, 51(13), p.2328 - 2335, 1965/00

動力用原子炉において鉄鋼材料は主として圧力容器および配管系構造などの高温、高圧部材として使用される。このような構造は、原子炉の安全性を確保するため、重要な役割を果すので、きわめて高品質な鋼材であることが要求される。さらにこれらの鋼材の溶接施工など成形にさいしても部材の安定性の高いことが強く要求されている。その上、圧力容器鋼材は原子炉運転中に速中性子照射をうけて、いわゆる照射脆化を生じて、圧力容器の寿命中にいちじるしく脆性破壊遷移温度が上昇することが、最近までの海外の研究で明らかになった。このため、海外の原子力先進国では精力的に照射脆性の研究が進められている。

口頭

Vacancy analysis with a positron microprobe for hydrogen embrittlement under elastic stress of tempered martensitic steels

大島 永康*; 土信田 知樹*; 鈴木 啓史*; 高井 健一*; 平出 哲也

no journal, , 

鉄鋼材料の水素脆化において、欠陥の形成に関する研究は重要である。我々は高強度鋼と水素による欠陥の導入の関係について、パルス化陽電子マイクロビームによる陽電子消滅寿命測定システムである陽電子マイクロアナライザーを用いて研究を行ってきた。陽電子消滅の平均寿命による評価では、弾性応力下において水素によって、空孔や空孔の集合体の形成が示唆されていた。今回、我々は、陽電子消滅寿命スペクトルを成分解析することで、水素による試料中の変化の詳細について調べた。その結果、多くの陽電子が空孔で消滅していることが示唆された。このことから、空孔は転位との複合体として形成されている可能性が示された。

口頭

鉄鋼材料の水素熱脱離解析に関する数値シミュレーション

海老原 健一

no journal, , 

応力腐食割れの機構の1つの候補である水素脆化の機構を理解するため、水素昇温脱離解析を用いて材料中の水素の状態の推定がなされている。昇温脱離法では、一定割合で加熱する試料から放出される水素量を試料温度に対して測定することから様々な要因が測定結果に含まれる。したがって、測定結果の数値シミュレーションによる解釈が不可欠となる。本発表では、鉄鋼材料に対する水素昇温脱離解析に用いられてきた数値シミュレーションモデル及びその適用例と併せて、平成19年から平成23年に実施されたNEDOプロジェクト「鉄鋼材料の革新的高強度・高機能化基盤研究開発」及び平成21年から平成25年に実施された鉄鋼協会の「水素脆化研究の基盤構築」研究会で得られた結果について紹介する。さらに、アルミニウム材料における水素昇温脱離解析へのモデルの適用について簡単に考察する。

口頭

放射光利用による重合せ溶接材の高温負荷中における内部ひずみ分布

菖蒲 敬久; 城 鮎美; 村松 壽晴; 山田 知典; 永沼 正行; 小澤 隆之

no journal, , 

本講演では、レーザーにより重合せ溶接した鉄鋼材料(厚さ2mm+5mm、幅6mm)に対して、使用環境下である高温、および上下の板を反対方向に引張った負荷状態における内部ひずみ分布を、高エネルギー放射光X線を利用した非破壊測定、及び有限要素法によるシミュレーションを行ったのでその結果を紹介する。

口頭

放射光を利用したレーザー重合せ溶接材高温負荷中その場ひずみ分布測定

菖蒲 敬久; 城 鮎美; 村松 壽晴; 山田 知典; 永沼 正行; 小澤 隆之

no journal, , 

本講演では、レーザーにより重合せ溶接した鉄鋼材料(厚さ2mm+5mm、幅6mm)に対して、使用環境下である高温、および上下の板を反対方向に引張った負荷状態における内部ひずみ分布を、高エネルギー放射光X線を利用した非破壊測定、及び有限要素法によるシミュレーションを行ったのでその結果を紹介する。

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