Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
neutron diffraction study山下 享介*; 古賀 紀光*; Mao, W.*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 藤井 英俊*; 梅澤 修*
Materials Science and Engineering A, 941, p.148602_1 - 148602_11, 2025/09
被引用回数：0Ferrite-austenite duplex stainless steels offer excellent strength and ductility, making them suitable for extreme environments. In this study, 
neutron diffraction during tensile testing at 293 K and 200 K was used to investigate stress partitioning and phase-specific deformation. Phase stress was calculated using a texture-compensated method. At both temperatures, ferrite showed higher phase stress than austenite, acting as the harder phase. At 200 K, both phases exhibited increased strength and work hardening. Austenite showed significant stacking fault formation alongside dislocation migration, while ferrite retained its dislocation-based deformation mode, becoming more effective. Stress contributions from both phases were comparable. No martensitic transformation occurred. Strengthening and enhanced work hardening in both phases led to high strength at 200 K, with ductility similar to that at 293 K.
Mao, W.*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Gao, S.*; 伊東 達矢; 山下 享介*; Harjo, S.; Zhao, L.*; Wang, Q.*
Scripta Materialia, 264, p.116726_1 - 116726_6, 2025/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nanoscience & Nanotechnology)An ultrafine-grained 304 austenitic stainless steel exhibited pronounced serrated Luders deformation at 20 K, with stress and temperature oscillations reaching 200 MPa and 20 K. 
neutron diffraction and digital image correlation revealed discontinuous Luders band propagation and burst martensite formation. During deformation, austenite phase stress remained lower than at upper yielding, indicating elastic behavior. Notably, martensite phase stress stayed lower than austenite until fracture, likely due to stress relaxation from burst martensitic transformation at 20 K. The low martensite stress delayed brittle fracture until austenite plastically yielded during uniform deformation.
Mao, W.*; Gao, S.*; Gong, W.; 川崎 卓郎; 伊東 達矢; Harjo, S.; 辻 伸泰*
Acta Materialia, 278, p.120233_1 - 120233_13, 2024/10
被引用回数：13 パーセンタイル：96.74(Materials Science, Multidisciplinary)Using a hybrid method of in situ neutron diffraction and digital image correlation, we found that ultrafine-grained 304 stainless steel exhibits Luders deformation after yielding, in which the deformation behavior changes from a cooperation mechanism involving dislocation slip and martensitic transformation to one primarily governed by martensitic transformation, as the temperature decreases from 295 K to 77 K. Such martensitic transformation-governed Luders deformation delays the activation of plastic deformation in both the austenite parent and martensite product, resulting in delayed strain hardening. This preserves the strain-hardening capability for the later stage of deformation, thereby maintaining a remarkable elongation of 29% while achieving a high tensile strength of 1.87 GPa at 77 K.
neutron diffraction study of phase stress evolution in a ferrous medium-entropy alloy under low-temperature tensile loadingBae, J. W.*; Kim, J. G.*; Park, J. M.*; Woo, W.*; Harjo, S.; Kim, H. S.*
Scripta Materialia, 165, p.60 - 63, 2019/05
被引用回数：42 パーセンタイル：86.91(Nanoscience & Nanotechnology)Phase stress evolution of face-centered cubic (FCC) and deformation-induced body-centered cubic (BCC) phases was measured in recently developed ferrous medium-entropy alloy. This was done during tensile deformation at -137
C using neutron diffraction measurement for the quantitative interpretation of the role of martensitic transformation on the improved low-temperature tensile properties. The strain-hardening rate curve exhibits two-stage hardening behavior, and the phase stress and stress contribution from the BCC phase increases significantly while that from FCC phase decreases during plastic deformation. This is a direct demonstration that BCC phase contributes significantly to the increase in strength and strain hardening.
Wan, C.*; 柴田 大受; 馬場 信一; 石原 正博; 星屋 泰二; 本橋 嘉信*
熱物性, 16(2), p.58 - 63, 2002/06
超塑性変形が3Y-TZP(3モル%イットリアを含む正方晶ジルコニア多結晶体)の比熱に与える影響を実験的に調べた。まず、超塑性変形によるキャビティー含有量の異なる試験片を制作し、超塑性変形させた試験片の比熱をDSC法により制作した。比熱を測定した温度範囲は473Kから1273Kである。なお、キャビティーの含有量は、最大3.4%である。比熱測定の結果、温度の増加とともに3Y-TZPの比熱の上昇が観測された。また、超塑性変形は3Y-TZPセラミック材料の比熱にほとんど影響を与えないことが明らかとなった。
橘 幸男; E.Krempl*
Trans. ASME, Ser. H, 117, p.456 - 461, 1995/10
超過応力に基づく粘塑性理論(VBO)は降伏曲面及び除荷、負荷の条件を必要としない内部状態変数理論であり2つのテンソル内部状態変数、すなわち、平衡応力と移動応力を持つ。本論文では、高相対温度下での材料挙動を記述できる、VBOに基づくモデルを提案している。高相対温度下の材料挙動にVBOを適用する際には、拡散の影響を考慮するために、内部状態変数の発展式に回復項を導入する必要がある。本モデルでは平衡応力の発展式に回復項を加えており、さらに等方応力と呼ばれるスカラ内部状態変数の軟化を表現することで、遷移クリープ、定常クリープのみでなく、加速クリープをも再現できるようにしている。また、アロイ800Hのクリープ試験及び引張試験データに提案したモデルを適用し、これらのデータを精度よくシミュレートできることを示している。
星屋 泰二; 江南 和幸*; 山内 清*
Shape Memory Materials and Hydrides (Trans. of Materials Research Soc. Jpn., Vol. 18B), 0, p.1013 - 1016, 1994/00
高温作動型TiPd系形状記憶合金の高温変態特性及び高温変形挙動を明らかにするため、高温電気抵抗測定及び高温引張試験を実施した。その結果、TiPd系合金のマルテンサイト変態開始温度は、第3元素としてCrあるいはFeを添加することによって、800Kから室温まで任意に調整可能であること、また、擬弾性特性を利用すれば、2%までの形状回復歪が利用できることを明らかにした。TiPd系合金は、高い変態温度を有することから、高温用機能材料として有用であるとともに、放射線環境下における耐照射材料として使用できる可能性がある。さらに、原子力分野における同合金の様々の適用例(高温作動型のパイプ継手、フランジ、さらには熱交換器用の止栓プラグ)に関する設計例についても報告する。
丹澤 貞光; 小林 晋昇; 藤城 俊夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(4), p.281 - 290, 1993/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)軽水炉の運転状態を模擬した高温高圧の冷却材条件下で、反応度事故(RIA)時のPWR型燃料棒の過渡挙動を調べる実験を実施した。実験では試験燃料棒を原子炉安全性研究炉(NSRR)でパルス照射することにより、反応度事故時の過渡出力の発生を模擬して行なった。試験の結果、高い外圧の下で被覆管のつぶれが発生したが、基本的な初期燃料破損のメカニズム及びしきい値となるエンタルピは、大気圧、室温及び静水条件における試験で得られた値と同一であることが明らかになった。
星屋 泰二; 島川 聡司; 市橋 芳徳; 西川 雅弘*
Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1070 - 1074, 1992/00
被引用回数：10 パーセンタイル：67.30(Materials Science, Multidisciplinary)TiNi形状記憶合金の形状記憶特性を利用した原子力関連機器分野への応用開発が進められているが、形状記憶合金に及ぼす中性子照射の影響については明らかではない。照射環境下におけるTiNi形状記憶合金の使用条件を見出すため、3種類のTiNi形状記憶合金を様々な中性子フルエンス条件下で照射し、照射後等温・等時焼鈍後の電気抵抗測定を実施して、変態特性を調べた。さらに照射後の変形挙動を明らかにするために低温引張試験を行った。照射温度が520Kの場合、損傷量にかかわらずM
温度の変化は小さく、未照射材のM温度に殆ど一致した。また323Kで照射すると、M温度は急激に低下したが照射後に523Kで焼鈍すると、照射前の変態温度に回復した。この回復温度は極めて低いHomologous温度(T/Tm;Tm融点)0.33に相当する。これら形状記憶合金特有の照射効果は照射下の規則-不規則変態に関する検討結果によって説明出来る。
星屋 泰二; 島川 聡司; 市橋 芳徳; 西川 雅弘*; 渡辺 健二*
Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.1119 - 1122, 1991/00
被引用回数：18 パーセンタイル：84.90(Materials Science, Multidisciplinary)形状記憶合金は遠隔操作を用いた要素迅速交換技術に極めて有用であるが、実用上最も問題となる高速中性子照射挙動については明らかではない。高速中性子炉JMTR及び14MeV中性子源オクタビアンにおいてTiNi形状記憶合金の照射実験を実施した結果、中性子照射による特異な照射挙動、(1)電気抵抗の負の温度依存性(2)5%までの回復弾性歪(3)高破断応力及び(4)損傷回復挙動の存在が明らかになった。この損傷回復はT/T
=0.33(T:融点、T=523k)という極めて低い温度で生ずる。この現象を利用すれば、照射環境温度を制御することにより照射損傷の影響を最小限に抑制することが可能となる。規則構造を有するTiNi形状記憶合金は変位損傷、変位損傷率や照射温度など中性子照射環境因子に対して、速応答性であると同時に高感受性でもあるため、耐照射型機能材料となり得る可能性を有している。
古田 照夫; 川崎 了
Journal of Nuclear Science and Technology, 17(3), p.243 - 245, 1980/00
被引用回数：5 パーセンタイル：69.34(Nuclear Science & Technology)軽水炉の冷却材喪失事故において、ジルカロイ被覆管は内圧のためふくれ変形を起した後水蒸気によって著しく酸化される。そこで、変形を与えた後の酸化速度について、ジルカロイ板を使って昇温中に引張変形を与えた後高温酸化させて検討を加えた。変形を与えた場合の酸化膜厚は変形を与えない場合のそれに比べて厚くなり、酸化が加速されることを認めた。また、変形温度が低いほど、そして同じ変形温度では大きな歪が与えられた場合に酸化速度が早くなることも認めた。なお、酸化前の変形は酸化反応の初期にだけ加速効果を与えることも明らかにした。
斎藤 伸三; 石島 清見; 丹沢 貞光; 塩沢 周策; 大西 信秋
JAERI-M 8087, 42 Pages, 1979/02
本稿はNSRRで行なった初期ギャップ幅パラメータ実験の結果について述べたものである。実験は、初期ギャップ幅がそれぞれ0.195mm、0.095mmおよび0.050mmの三種類の試験燃料を用いて行ない、1)被覆管表面でDNBが発生する発熱量は初期ギャップ幅の相違によって顕著に変化すること、2)発熱量が200cal/g・UO
以上になると被覆管表面温度の最高値は初期ギヤップ幅の相違にほとんど依存しなくなること、3)破損しきい値は、初期ギャップ幅が狭い程低くなる傾向にあるが、その値の相違はそれ程大きくないこと、4)破損機構は初期ギャップ幅の相違によって変化しないこと、5)燃料の温度挙動および変形挙動を理解するうえでペレットの変形の正確なモデル化が今後の課題となること、等の重要な結論を得た。
宇賀 丈雄; 古平 恒夫
応用機械工学, 20(10), p.24 - 29, 1979/00
高温構造設計の基本事項で明示するため、構造部材が高温になった場合、荷重形態に対応して現われる時間依存の変形挙動を説明し、構造物に予想される可能な破損形態と強度条件について述べ、実際に採用されている構造強度設計法の実例と簡素化された変形解析の手順について図式をまじえて解説した。
星 蔦雄; 岩村 公道; 柳原 敏; 折田 義彦; 細川 隆徳*
JAERI-M 7796, 85 Pages, 1978/08
NSRR標準型試験燃料の中心孔にW-5%Re/W-26%Re熱電対を挿入し、パルス照射時の燃料中心温度挙動を測定した。実験は3燃料体について、36~242cal/gUOの発熱量範囲内で、それぞれ4~6回繰り返し照射を行なった。実験の結果、燃料中心温度測定の再現性は良好で、冷却過程では燃料中心温度挙動は、被覆管表面熱伝達率に支配されることが確認された。繰り返し照射の影響については、燃料中心温度挙動は照射履歴の影響は少ないが、被覆管表面温度挙動は、DNBを越えると、繰り返し照射の影響をかなり受けることがわかった。また、繰り返し照射が破損しきい値におよぼす影響は、今回の実験に関する限り小さかった。
古田 照夫; 川崎 了; 橋本 政男; 大友 隆
JAERI-M 6869, 20 Pages, 1977/01
冷却材喪失事故時の燃料棒に対する変形の酸化に及ぼす影響を調べるため、ジルカイロ被覆の模擬燃料棒破裂試験と高温引張試験を水蒸気中で実施した。特に高温引張試験では変形を与える試料と与えない試料を同時に行なった。酸化評価は金属組織的方法により求めた。変形は酸化膜生成に影響を与え、酸化を加速する傾向を与える。なかでも、変形温度と変形量に酸化が依存し700~900Cの変形温度では むしろ低温の方がより酸化に強く影響を及ぼす。酸化膜はmonoclinic型およびtetragonal型ZrOであり、変形は両者の生成割合を変化させる。また、浸入酸素も大きな変形が与えられた方がより深くまで浸入する。
古田 照夫; 川崎 了; 橋本 政男; 大友 隆
JAERI-M 6542, 30 Pages, 1976/05
冷却材喪失事故中における燃料棒の変形は複雑な要因に影響されるため、事故解析をおこなううえで評価が難しい。そこで、加熱方法、昇音速度・雰囲気や通常運転時の破覆の存在などの要因について検討するとともに従来までに発表されている結果をも含めて燃料棒の変形について整理をおこなった。その結果、破裂温度による整理をおこなえば燃料棒の最大円周変形量の変化がよく表わされ、しかも各要因にもとずく影響も明らかになることが認められた。変形に伴われた破覆管内厚変化は加熱方法や雰囲気の影響を受け、平均内厚評価をおこなううえで注意しなければならないことが示された。
Harjo, S.; 川崎 卓郎; Gong, W.; 相澤 一也; 岩橋 孝明
no journal, ,
Austenitic stainless steel type 304 is well known as a metastable steel that may be transformed to have different crystal structures during plastic deformation leading increase in strength and elongation, i.e. transformation- induced plasticity (TRIP). TRIP in the JIS-SUS304 can be accelerated by decreasing the temperature for the deformation and increasing the strain rate, and the flow stresses are different by varying the temperatures, expecting that the transformation behavior may be different. To describe the relation between the flow stress and the transformation behavior, in situ neutron diffraction experiments during loading of the JIS-SUS304 at low temperatures are performed without any interruption, and time-resolving data will be discussed.
