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ギガサイクル疲労負荷における溶接材の疲労強度とき裂検出に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14565
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

直江 崇  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J-PARCセンター, 研究副主幹 (00469826)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードギガサイクル疲労 / 超音波疲労試験 / 溶接 / 転位密度 / 中性子回折 / 機械材料・材料力学 / 転位 / 繰返し硬化 / き裂検出
研究成果の概要

高ひずみ速度の繰返し負荷に対する耐久性評価とその診断技術の開発のための基礎研究として,ギガサイクルまでの疲労過程を金属組織の変化に着眼し明らかにすることを目的とした.パルス核破砕中性子源の標的構造材であるオーステナイト系ステンレス鋼に対して,超音波法によるギガサイクル疲労試験を実施し,疲労過程で生じる転位密度変化を中性子回折法により定量評価を実施した.繰返し負荷に伴う転位密度の変化は,硬さや残強度の変化と良く対応していた.さらに,溶接材のギガサイクルまでの疲労データの構築を実施すると共に,疲労強度に及ぼす溶接ビードの影響を評価した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

オーステナイト系ステンレス鋼のギガサイクル疲労データは,報告例があるものの,溶接材及び溶接金属については調べられていない.溶接材のギガサイクル領域の疲労データを整備することは効率的な機器の設計や寿命評価のために重要である.また,ギガサイクル疲労過程における力学特性変化は報告例がなく,繰返し応力負荷により生じる硬化及び軟化減少と転位密度の変化を関連づけて評価することは学術的意義も高い.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (9件)

  • [雑誌論文] Change in Mechanical Properties by High-Cycle Loading Up to Gigacycle for 316L Stainless Steel2020

    • 著者名/発表者名
      Naoe Takashi、Harjo Stefanus、Kawasaki Takuro、Xiong Zhihong、Futakawa Masatoshi
    • 雑誌名

      JPS Conference Procedings

      巻: 28 ページ: 061009-061009

    • DOI

      10.7566/jpscp.28.061009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Artificial Defects on the Very High Cycle Fatigue Behavior of 316L Stainless Steel2019

    • 著者名/発表者名
      Xiong Zhihong、Naoe Takashi、Futakawa Masatoshi
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 9 号: 4 ページ: 412-412

    • DOI

      10.3390/met9040412

    • NAID

      120007168975

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] <b>Effect of Welding on Gigacycle Fatigue Strength of Austenitic Stainless Steels</b><b> </b>2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Naoe, Takashi Wakui, Hiroyuki Kogawa, Eiichi Wakai, Katsuhiro Haga, Hiroshi Takada
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: 3 号: 0 ページ: 123-128

    • DOI

      10.11395/aem.3.0_123

    • NAID

      130007538750

    • ISSN
      2189-4752, 2424-175X
    • 年月日
      2018-08-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature measurement for in-situ crack monitoring under high-frequency loading2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Naoe, Zhihong Xiong, Masatoshi Futakawa
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 506 ページ: 12-18

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2017.12.019

    • NAID

      120007147029

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Welding on Gigacycle Fatigue Strength of Austenitic Stainless Steels2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Naoe, Takashi Wakui, Hiroyuki Kogawa, Eiichi Wakai, Katsuhiro Haga, Hiroshi Takada
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Change in mechanical properties by high-cycle loading up to gigacycle for the structural material of the mercury target vessel2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Naoe, Stefanus Harjo, Takuro Kawasaki, Masatoshi Futakawa
    • 学会等名
      14th International Workshop on Spallation Materials Technology (IWSMT-14)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of dislocation density and mechanical property in cold rolled 316l stainless steel under cyclic loading for spallation neutron source2018

    • 著者名/発表者名
      Wenhai Guan, Eiichi Wakai, Takashi Naoe, Tao Wan, Hiroshi Takada, Masatoshi Futakawa
    • 学会等名
      14th International Workshop on Spallation Materials Technology (IWSMT-14)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of welding on gigacycle fatigue strength of austenitic stainless steels2017

    • 著者名/発表者名
      T. Naoe, T. Wakui, H. Kogawa, E. Wakai, K. Haga, H. Takada
    • 学会等名
      12th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] JOPSS(研究開発成果検索・閲覧システム)

    • URL

      https://jopss.jaea.go.jp/search/servlet/interSearch

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      2019 実績報告書
  • [備考] 物質生命科学実験施設 研究成果一覧

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  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0204155

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      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Takashi_Naoe

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      2018 実施状況報告書
  • [備考] orcid

    • URL

      https://orcid.org/0000-0001-5300-8223

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] JOPSS (研究開発成果検索・閲覧システム)

    • URL

      https://jopss.jaea.go.jp/search/servlet/interSearch

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 物質・生命科学実験施設 研究成果一覧

    • URL

      http://mlfuser.cross-tokai.jp/ja/publications.html?bl=source

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0204155/?lang=japanese

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Takashi_Naoe

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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