Development of in-situ evaluation system of stress and deformation damage by X-ray energy dispersive method

• Project/Area Number: 19360049
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: AKINIWA Yoshiaki Nagoya University, 大学院・工学研究院, 教授 (00212431)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TANAKA Keisuke 名城大学, 理工学部, 教授 (80026244) ; KIMURA Hidehiko 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (60345923) ; SHOBU Takahisa 原子力機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (90425562)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000); Fiscal Year 2009: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2007: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
• Keywords: 材料設計 / プロセス / 物性 / 評価 / 白色X線 / 損傷評価 / エネルギー分散法 / 応力測定 / 回折弾性定数 / 回折線幅 / その場観察

Research Abstract

部材の応力および変形損傷を,実験室X線のエネルギー分散法によって評価するためのシステムを構築した.Moの回転アノードを用いて加速電圧を60kVとすることによって,60keVまでの白色X線を得ることができた.またGe半導体検出器を用いて,短時間に複数の回折プロファイルを得ることができた.これらを個々に解析することによって,回折面依存性の観点から材料特性評価が可能となった.

Research Products

• [Journal Article] Re-evaluation of formulae for X-ray stress analysis in polycrystalline specimens with fibre texture: experimental confirmation (2009)
  • Author(s): R. Yokoyama, J. Harada, Y. Akiniwa
  • Journal Title: J. Appl. Cryst. Vol.42 Pages: 776-782
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 放射光白色x線による丸棒鋼内部き裂先端近傍のCTとひずみマッピング (2009)
  • Author(s): 柴野純一, 桐山幸治, 梶原堅太郎, 菖蒲敬久, 鈴木賢治
  • Journal Title: 材料 Vol.58 Pages: 596-602
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高エネルギー放射光単色X線を用いた鉄鋼丸棒の内部疲労き裂のCTとひずみ分布のハイブリッド測定 (2009)
  • Author(s): 菖蒲敬久, 田中啓介, 橋本篤, 成田純一
  • Journal Title: 材料 Vol.58 Pages: 588-595
  • NAID: 130000133333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 維配向したTiN硬質薄膜における残留応力と強度評価 (2009)
  • Author(s): 秋庭義明, 渡邊拓也, 木村英彦
  • Journal Title: 材料 Vol.58 Pages: 581-587
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 銅スパッタ薄膜内部の残留応力分布のX線測定 (2009)
  • Author(s): 秋庭義明, 木村英彦, 坂上卓
  • Journal Title: 材料 Vol.58 Pages: 575-580
  • NAID: 130000133331
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of residual stresses on fatigue strength of severely surface deformed steels by shot peening (2009)
  • Author(s): Y. Akiniwa, H. Kimura, T. Sasaki
  • Journal Title: Powder Diffraction Vol.24
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 銅スパッタ薄膜内部の残留応力分布のX線測定 (2009)
  • Author(s): 秋庭義明, 木村英彦, 坂上卓
  • Journal Title: 材料 58 Pages: 575-580
  • NAID: 130000133331
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 維配向したTiN硬質薄膜における残留応力と強度評価 (2009)
  • Author(s): 秋庭義明, 渡邊拓也, 木村英彦
  • Journal Title: 材料 58 Pages: 581-587
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高エネルギー放射光単色X線を用いた鉄鋼丸棒の内部疲労き裂のCTとひずみ分布のハイブリッド測定 (2009)
  • Author(s): 菖蒲敬久, 田中啓介, 橋本篤, 成田純一
  • Journal Title: 材料 58 Pages: 588-595
  • NAID: 130000133333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 放射光白色X線による丸棒鋼内部き裂先端近傍のCTとひずみマッピング (2009)
  • Author(s): 柴野純一, 桐山幸治, 梶原堅太郎, 菖蒲敬久, 鈴木賢治, 新居恭征, 三浦節男, 小林道明
  • Journal Title: 材料 58 Pages: 596-602
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 回折法による材料評価の新しい展開 1. 溶接残留応力とX線残留応力測定 (2009)
  • Author(s): 栗村隆之・秋庭義明
  • Journal Title: 材料 58 Pages: 873-878
• [Journal Article] 回折法による材料評価の新しい展開 2. 高エネルギー放射光による応力測定 (2009)
  • Author(s): 菖蒲敬久, 柴野純一
  • Journal Title: 材料 58 Pages: 948-954
• [Journal Article] Effect of residual stresses on fatigue strength of severely surface deformed steels by shot peening (2009)
  • Author(s): Y.Akiniwa, H.Kimura, T.Sasaki
  • Journal Title: Powder Diffraction 24
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X-ray stress measurement of nickel-base single crystal superalloy using two-dimensional detector (2009)
  • Author(s): K.Tanaka, S.Machiya, Y.Akiniwa
  • Journal Title: Advances in X-Ray Analaysis 52 Pages: 405-412
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Re-evaluation of formulae for X-ray stress analysis in polycrystalline specimens with fibre texture : experimental confirmation (2009)
  • Author(s): R.Yokoyama, J.Harada, Y.Akiniwa
  • Journal Title: Journal of Applied Crystal 42 Pages: 776-782
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 中性子残留応力測定の基礎原理 (2009)
  • Author(s): 秋庭義明
  • Journal Title: 波紋 19 Pages: 156-160
  • NAID: 130006701954
• [Journal Article] 放射光白色X線による内部き裂先端近傍のイメージングとひずみマッピングの検討 (2008)
  • Author(s): 柴野純一, 梶原堅太郎, 桐山幸治, 菖蒲敬久, 鈴木賢治
  • Journal Title: 材料 Vol.57 Pages: 667-673
  • NAID: 130002085656
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ステンレス鋼レーザ溶接部の負荷荷重下における高エネルギー放射光によるひずみ分布測定 (2008)
  • Author(s): 松本恵介, 菖蒲敬久, 秋庭義明
  • Journal Title: 材料 Vol.57 Pages: 654-659
  • NAID: 130002085654
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 侵入深さ一定法による表面強加工材の残留応力分布の予測 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 小島由梨, 木村英彦
  • Journal Title: 材料 Vol.57 Pages: 660-666
  • NAID: 130002085655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 単軸負荷下における銅薄膜の変形挙動のX線的評価 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 鈴木剛, 木村英彦
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(a編) Vol.74 Pages: 56-362
  • NAID: 110006643458
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of Residual Stress Distribution in Severe Surface Deformed Steel by Shot Peening (2008)
  • Author(s): Y. Akiniwa, H. Kimura
  • Journal Title: Materials Science Forum 571-572 Pages: 15-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurement of Strain Distribution around Weld Zone for Railway Carbody Structure Using High-Energy Synchrotron Radiation (2008)
  • Author(s): K. Matsumoto, T. Shobu, Y. Akiniwa
  • Journal Title: Materials Science Forum 571-572 Pages: 321-326
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of residual Stresses in EB-PVD Thermal Barrier Coatings (2008)
  • Author(s): K. Suzuki, T. Shobu, K. Tanaka
  • Journal Title: Materials Science Forum 571-572 Pages: 333-338
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In-situ Synchrotron Measurement of Internal Stresses in Solid-Oxide Fuel Cell during Red-0x Cycle (2008)
  • Author(s): K. Tanaka, Y. Akiniwa, H. Kimura
  • Journal Title: Materials Science Forum 571-572 Pages: 339-344
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 単軸負荷下における銅薄膜の変形挙動のX線的評価 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 鈴木剛, 木村英彦
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 74 Pages: 356-362
  • NAID: 110006643458
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 侵入深さ一定法による表面強加工材の残留応力分布の予測 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 小島由梨, 木村英彦
  • Journal Title: 材料 57 Pages: 660-666
  • NAID: 130002085655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ステンレス鋼レーザ溶接部の負荷荷重下における高エネルギー放射光によるひずみ分布測定 (2008)
  • Author(s): 松本恵介, 菖蒲敬久, 秋庭義明
  • Journal Title: 材料 57 Pages: 654-659
  • NAID: 130002085654
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X-ray study on tensile deformation behavior of Cu thin films (2007)
  • Author(s): Y, Akiniwa, H. Kimura, et. al.
  • Journal Title: Proc. Int. Conf. Adv. Tech. Exp. Mech.'07 (CD-ROM)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] train Measurement near Fatigue Crack in Ultrafine-Grained Steel by Polychromatic Synchrotron Radiation (2009)
  • Author(s): Y. Akiniwa, H. Kimura, J. Shibano, K. Kiriyama, T. Shobu
  • Organizer: Int. Conf. Mech. Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: Mito
• [Presentation] Hybrid Measurement of CT and Strain Distribution of Internal Crack using Synchrotron High-Energy Monochromatic X-Rays (2009)
  • Author(s): K. Tanaka, T. Shobu, H. Kimachi
  • Organizer: Int. Conf. Mech. Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: Mito
• [Presentation] Strain Measurement of Aged Duplex Stainless Steel using SR White X-ray (2009)
  • Author(s): K. Kiriyama, T. Shobu, J. Shibano, T. Fujishiro
  • Organizer: Int. Conf. Mech. Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: Mito
• [Presentation] オーステナイト系ステンレス鋼の塑性変形による微視的残留応力 (2009)
  • Author(s): 鈴木賢治, 菖蒲敬久
  • Organizer: 日本材料学会, 第58期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] ファイバーレーザー照射微細貴金属粉溶接による鉄鋼材表面内部残留ひずみ分布測定 (2009)
  • Author(s): 菖蒲敬久, 岡澤和洋, 高瀬和之, 月森和之
  • Organizer: 日本材料学会, 第58期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] 放射光白色X線を用いた2相ステンレス鋼の内部ひずみ測定 (2009)
  • Author(s): 桐山幸治, 菖蒲敬久, 柴野純一, 金子洋
  • Organizer: 日本材料学会, 第58期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] 六方晶AlNスパッタ薄膜の膜性状と強度特性 (2009)
  • Author(s): 秋庭義明, 渡邊拓也, 木村英彦
  • Organizer: 日本材料学会, 第58期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] 鉄単結晶におけるレーザーパルス照射痕近傍の残留応力 (2009)
  • Author(s): 酒井裕介, 秋田貢一, 大谷眞一, 菖蒲敬久
  • Organizer: 日本材料学会, 第58期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] Overview of the Diffraction Study on Materials Strength in Japan (2009)
  • Author(s): 秋庭義明
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸、レイクビュー水戸
• [Presentation] Residual Microstress of Austenitic Stainless Steel due to Tensile Deformation (2009)
  • Author(s): 鈴木賢治, 菖蒲敬久
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Stress/Strain Distributions in Fiber Laser Welded Materials using a Minute Metal Powder (2009)
  • Author(s): T.Shobu, K.Okazawa, T.Muramatsu, K.Takase, K.Tsukimori
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Changes in ULL Width at Half Maximum of White X-ray Diffraction Profiles with Plastic Deformation (2009)
  • Author(s): J.Shibano, T.Suzuki, K.Kiriyama, T.Shobu, T.Arai
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 本戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Strain Measurement of Aged Duplex Stainless Steel using SR White X-ray (2009)
  • Author(s): K.Kiriyama, T.Shobu, J.Shibano, T.Fujishiro
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Hybrid Measurement of CT and Strain Distribution of Internal Crack using Synchrotron High-Energy Monochromatic X-Rays (2009)
  • Author(s): K.Tanaka, T.Shobu, H.Kimachi
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Internal Residual Strain of Glidcop for Materials of the High-Heat-Road Components (2009)
  • Author(s): M.Sano, S.Takahashi, A.Watanabe, H.Kitamura, K.Kiriyama, T.Shobu
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Local Deformation Analysis in Zr55Al10Ni5Cu30 Metallic Glass Under Tensile Stress by in-situ High Energy X-ray Diffraction (2009)
  • Author(s): S.Sato, H.Suzuki, T.Shobu, M.Imafuku, Y.Tsutiya
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] In-situ Observation for Elucidation of Stress Corrosion Cracking Mecanism in High-Temperature and High-Pressure Water (2009)
  • Author(s): T.Fujishiro, T.Shobu, K.Kiriyama, A.Yamamoto
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress, Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Strain Measurement near Fatigue Crack in Ultrafine -Grained Steel by Polychromatic Synchrotron Radiation (2009)
  • Author(s): Y.Akiniwa, H.Kimura, J.Shibano, K.Kiriyama, T.Shobu
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] Laser Induced Residual Stress on Fe-3%Si Grain-Oriented Steel (2009)
  • Author(s): Y.Sakai, K.Akita, S.Ohya, M.Imafuku, T.Shobu
  • Organizer: Int.Conf.Mech.Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Rad.
  • Place of Presentation: 水戸, レイクビュー水戸
• [Presentation] 白色x線によるオーステナイト系ステンレス鋼薄板の特性評価 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 平村太郎, 木村英彦, 巨陽
  • Organizer: 日本材料学会第43回x線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 高エネルギー放射光単色x線を用いた丸棒内部の疲労き裂のct観察とひずみ分布の同時測定 (2008)
  • Author(s): 菖蒲敬久, 田中啓介
  • Organizer: 日本材料学会第43回x線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 放射光白色x線CTで検出した材料内部き裂先端近傍のひずみマッピング (2008)
  • Author(s): 柴野純一, 桐山幸治, 梶原健太郎, 菖蒲敬久, 鈴木賢治
  • Organizer: 日本材料学会第43回x線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 放射光白色X線CTを用いた鉄鋼材料内部疲労き裂分布の詳細観察 (2008)
  • Author(s): 桐山幸治, 柴野純一, 梶原健太郎, 菖蒲敬久
  • Organizer: 日本材料学会第43回x線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 放射光白色X線を用いた鉄鋼材料内部のき裂イメージングと応力マッピング (2008)
  • Author(s): 桐山幸治, 柴野純一, 梶原健太郎, 菖蒲敬久, 鈴木賢治
  • Organizer: 日本材料学会, 第57期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島
• [Presentation] 繰返し負荷を受ける超細粒ECAP銅の損傷解析 (2008)
  • Author(s): 小島由梨, 木村英彦, 秋庭義明
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] 高エネルギー放射光単色X線を用いた天候丸棒内部の疲労き裂のCT観察とひずみ分布の同時測定 (2008)
  • Author(s): 菖蒲敬久, 田中啓介
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] 形状記憶合金TiNiのき裂先端応力特異場におけるマルテンサイト変態挙動の計測 (2008)
  • Author(s): 木村英彦, 秋庭義明
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] ショットピーピング表面強加工材の残留応力と疲労強度評価 (2008)
  • Author(s): 佐々木健雄, 秋庭義明, 木村英彦
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] 繊維配向したTiN硬質薄膜における残留応力と強度評価 (2008)
  • Author(s): 渡邊拓也, 秋庭義明, 木村英彦
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] 白色X線によるオーステナイト系ステンレス鋼薄板の特性評価 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 木村英彦
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] 放射光白色X線CTを用いた鉄鋼材料内部疲労き裂分布の詳細観察 (2008)
  • Author(s): 桐山幸治, 菖蒲敬久
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] 放射光白色X線CTで検出した材料内部き裂先端近傍のひずみマッピング (2008)
  • Author(s): 柴野純一, 桐山幸治, 菖蒲敬久, 鈴木賢治
  • Organizer: 日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 機械振興会館
• [Presentation] スパッタ銅薄膜内部の残留応力分布評価 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 木村英彦, 坂上卓
  • Organizer: 日本材料学会, 第57期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
• [Presentation] X線法による銅薄膜の変形挙動の解析 (2008)
  • Author(s): 秋庭義明, 木村英彦, 鈴木剛
  • Organizer: 日本材料学会, 第57期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
• [Presentation] 放射光白色X線を用いた鉄鋼材料内部のき裂イメージングと応カマッピング (2008)
  • Author(s): 桐山幸治, 菖蒲敬久, 鈴木賢治
  • Organizer: 日本材料学会, 第57期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
• [Presentation] 超細粒ECAP材の疲労過程における微視組織変化のEBSD解析 (2008)
  • Author(s): 小島由梨, 木村英彦, 秋庭義明
  • Organizer: 日本材料学会, 第57期通常総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
• [Presentation] Strength analysis of TiN hard thin film by X-ray diffraction method (2007)
  • Author(s): Y. Akiniwa, H. Kimura, et. al.
  • Organizer: International Symposium on EcoTopia Science 07
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2007-11-23
• [Presentation] Measurement of internal strain in materials using high energy white X-rays at SPring-8 (2007)
  • Author(s): T. Shobu, et. al.
  • Organizer: 4th Conf. on Stress Evaluation
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2007-09-24
• [Presentation] 銅薄膜の単軸引張過程におけるX線応力測定 (2007)
  • Author(s): 秋庭義明, 木村英彦, ら
  • Organizer: 日本材料学会第42回X線材料強度に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都,材料学会
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Presentation] Measurement of internal strain in materials using high energy white X-rays at SPring-8 (2007)
  • Author(s): J. Shibano, T. Shobu, K. Suzuki, K. Kiriyama, K. Kajiwara, H. Kaneko, M. Kobayashi
  • Organizer: Int. Conf. Stress Evaluation, MECASENS 4
  • Place of Presentation: Vienna
• [Presentation] Measurement of Residual Stress Distribution in Severe Surface Deformed Steel by Shot Peening (2007)
  • Author(s): Y. Akiniwa, H. Kimura
  • Organizer: Int. Conf. Stress Evaluation, MECASENS 4
  • Place of Presentation: Vienna