2012 Fiscal Year Annual Research Report
3次元ミクロ組織・応力状態解析による応力腐食割れき裂進展条件の検討
| Project/Area Number |
24360286
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Ibaraki University |
|---|
Principal Investigator |
友田 陽 茨城大学, 理工学研究科, 教授 (90007782)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 徹也 茨城大学, 工学部, 教授 (70261740)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 応力腐食割れ / 破壊 / ミクロ組織 / 量子ビーム / 応力分布 / 逐次研磨法 / 異材溶接部 / ステンレス鋼 |
|---|
| Research Abstract |
原子炉機器等における応力腐食割れに関する従来の研究ではミクロ組織や応力状態の3次元(3D)測定がなされていなかった。本研究では、き裂進展経路とミクロ組織の3D観察、き裂先端の塑性変形域および弾性ひずみ分布をEBSD/Wilkinson法、X線および中性子線回折を用いて、スケールブリッジングに明らかにする。実験に用いた試料は、(1)鋭敏化処理を施したSUS304鋼で放射下の影響を模擬iするためにH_2O_2の添加量と応力拡大係数を変化させたcT試験片および(2)Ni合金・低合金鋼溶接部材のCBB試験片である。
1.逐次研磨法による3D組織観察とEBSD測定により、ミクロ組織とき裂進展経路の3次元(3D)像を構築し、粒界性格や相の識別を行い、き裂の優先進展経路明らかにした。進展経路の選択はき裂先端の応力場および塑性域の影響を受けるので、KAM値とWilkinson法による弾性ひずみ分布を求めた.逐次研磨3D観察は手動で行っていたが、本研究費で自動測定装置GENUS-3Dを導入し自動化を試みた。これにより、大幅な効率化が期待され次年度以降の研究が加速すると期待される。
2.中性子およびX線回折法を用いて残留応力分布を測定した。異材溶接試料について、中性子回折により溶接境界部に関して試料内部の3次元応力分布を測定し、Ni合金側に引張、低合金側に圧縮の残留応力分布を測定した。試料表面における残留応力分布はX線応力測定によって調べた。さらに結晶粒内の応力分布についてWilkinson法を用いて検討した。
3.応力腐食割れは引張応力、ミクロ組織および腐食環境の3条件によって生じる現象であり、上記結果を用いて総合的な考察を行っている。き裂進展条件を明確にするには、試料内部の平面ひずみ条件下の領域においてミクロ組織スケールで応力分布を知る必要があり、計算シミュレーションとの併用を考えながら、測定可能な対象を拡大する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
手動で行っていた逐次研磨3D観察に自動測定装置GENUS-3Dを導入したことで自動化が図られ、従来本行程に割いていた人手を他の研究行程に割り振ることができたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初計画に沿って研究を進める。予想以上の成果が得られているので、一連の研究成果に関する中間評価を受ける意味でも、順次、論文にまとめて学術誌に投稿する。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
逐次研磨3D観察は、本研究の中心である。本年度に自動装置GENUS-3Dを導入できたので、今後は使用頻度を増やして使いこなすようにしたい。
|
Research Products
(4 results)
