放射光を用いた結晶三次元マッピング法によるクリープ損傷評価法の開発

• 研究課題/領域番号: 22760078
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 塩澤 大輝 神戸大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60379336)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 機械材料・材料力学 / 非破壊検査 / 放射光 CT / 材料力学 / 疲労 / 材料強度 / 放射光 / CTイメージング / 結晶組織観察 / 疲労き裂 / 回折

研究概要

本研究では,CTイメージング技術を拡張した,結晶粒形状および結晶方位を三次元的に可視化する結晶3D マッピング法の一つである回折コントラストトモグラフィ(DCT)の開発を行った.まず日本の放射光施設 SPring-8における測定条件について検討を行い,アルミニウム合金,ステンレス鋼および工業用純鉄に適用し,本手法により結晶構造を解析できることを明らかにした.回折コントラストの測定時に得られる回折の拡がり角に着目すると,静的な引張負荷および繰返し負荷の増加とともに回折の拡がり角が大きくなることが分かった.以上のことから DCTによる結晶 3Dマッピング法および回折の拡がり角を疲労損傷評価パラメータとして用いることにより,き裂発生につながる疲労損傷およびクリープ損傷を評価できる可能性があることが分かった.

研究成果

• [雑誌論文] Observation of 3D shape and propagation mode transition of fatigue cracks in Ti-6Al-4V under cyclic torsion using CT imaging with ultra-bright synchrotron radiation (2013)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa, Y. Nakai, T. Murakami and H. Nosho
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue 巻: (in press) ページ: 158-165
  • DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2013.02.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Fatigue Crack Propagation Behavior under Torsional Loading by Using Synchrotron Radiation Micro-CT Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa, Y. Nakai, T. Murakami and H. Nosho
  • 雑誌名: Procedia Engineering ページ: 1479-1484
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initiation and Growth of Pits and Cracks in Corrosion Fatigue for High Strength Aluminium Alloy Observed by Micro Computed-tomography Using Ultra-bright Synchrotron Radiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakai and Daiki Shiozawa
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials ページ: 162-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initiation and Growth of Pits and Cracks in Corrosion Fatigue for High Strength Aluminium Alloy Observed by Micro Computed-tomography Using Ultra-bright Synchrotron Radiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakai, D.Shiozawa
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: 83 ページ: 162-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Fatigue Crack Propagation Behavior under Torsional Loading by Using Synchrotron Radiation Micro-GT Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Shiozawa, Y.Nakai, T.Murakami, H.Nosho
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 10 ページ: 1479-1484
• [雑誌論文] Observation of crack propagation under torsion fatigue tests by synchrotron radiation μCT imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa Yoshikazu Nakai, Tomonobu Murakami
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: Vol. 2 ページ: 1413-1419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of crack propagation under torsion fatigue tests by synchrotron radiation μCT imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa, Yoshikazu Nakai, Tomonobu Murakami
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 2 ページ: 1413-1419
  • 査読あり
• [学会発表] 放射光μCT及び小型転動疲労試験機を用いた高強度鋼における転動疲労下のき 裂進展過程の観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 平成24年度関西学生会卒業研究発表会
  • 発表場所: 大阪工業大学
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 高輝度放射光を用いた回折コントラストトモグラフィによる金属組織評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 平成24年度関西学生会卒業研究発表会
  • 発表場所: 大阪工業大学
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 高輝度放射光による三次元結晶マッピング法を用いた多結晶金属組織観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会
  • 発表場所: 大阪工業大学
• [学会発表] 回折コントラストトモグラフィーによる結晶組織観察と損傷評価への適用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 第26回放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 高輝度放射光による三次元結晶マッピング法を用いた多結晶金属組織観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三浦亮太郎，松田翔太，塩澤大輝，中井善一
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部 第88期定時総会講演会
  • 発表場所: 大阪工業大学
• [学会発表] 放射光μCTイメージングを用いた高強度鋼における転動疲労き裂進展挙動の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 日本材料学会疲労シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学(横浜)
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] X線回折コントラスト像を用いた結晶3Dマッピング法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: SPring-8利用推進協議会 第六回金属材料評価研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-03
• [学会発表] Evaluation of Plastic Strain by Three-dimensional Grain Mapping Technique Using SPring-8 (2012)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa
  • 学会等名: Evaluation of Plastic Strain by Three-dimensional Grain Mapping Technique Using SPring-8
  • 発表場所: Toyohashi
• [学会発表] Observation of Crack Propagation under Rolling Contact Fatigue in High-strength Steels by Micro CT Imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Designing, Processing and Properties of Advanced Engineering Materials
  • 発表場所: Toyohashi
• [学会発表] Development of Three-dimensional Grain Mapping Technique in SPring-8 and Evaluation of Plastic Strain (2012)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa
  • 学会等名: 15th International conference on experimental mechanics(ICEM 15)
  • 発表場所: Portugal
• [学会発表] Observation of Crack in Carbon Steel Under Contact Rolling Fatigue by Micro CT Imaging Using Ultrabright Synchrotron Radiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa
  • 学会等名: 15th International conference on experimental mechanics(ICEM 15)
  • 発表場所: Portugal
• [学会発表] 結晶 3Dマッピング法による塑性ひずみ評価法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 第61期日本材料学会学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 放射光μCTイメージングを用いた高強度鋼における転動疲労き裂進展挙動の観 察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝，岡田宋大，根石豊， 牧野泰三，中井善一，福田嘉之
  • 学会等名: 日本材料学会 疲労シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] Observation of Crack Propagation under Rolling Contact Fatigue in High-strength Steels by Micro CT Imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Okada, D.Shiozawa, Y.Neishi, T.Makino, Y.Nakai
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Designing, Processing and Properties of Advanced Engineering Materials
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] 結晶3Dマッピング法による塑性ひずみ評価法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝，三浦亮太郎，政田尚也，中井善一
  • 学会等名: 第61期日本材料学会学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] Evaluation of Plastic Strain by Three-dimensional Grain Mapping Technique Using SPring-8 (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Miura, D.Shiozawa, Y. Nakai, N. Masada
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Designing, Processing and Properties of Advanced Engineering Materials
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] Observation of Crack in Carbon Steel Under Contact Rolling Fatigue by Micro CT Imaging Using Ultrabright Synchrotron Radiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakai, D. Shiozawa, Y. Fukuda, Y. Neishi, T. Makino
  • 学会等名: 15th International conference on experimental mechanics(ICEM 15)
  • 発表場所: Polt
• [学会発表] 18. Development of Three-dimensional Grain Mapping Technique in SPring-8 and Evaluation of Plastic Strain (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Shiozawa, Y. Nakai, K. Tsutsumi, R. Miura and K. Kajiwara
  • 学会等名: 15th International conference on experimental mechanics(ICEM 15)
  • 発表場所: Polt
• [学会発表] 高輝度放射光 CTによるねじり疲労き裂の進展・分岐挙動の観察と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 第60期材料学会学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 放射光μCTイメージングを用いた疲労き裂進展挙動の観察と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝
  • 学会等名: M&M2010材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] 放射光μCTイメージングを用いた疲労き裂進展挙動の観察と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会学生員卒業研究発表会
  • 発表場所: 京都工業繊維大学
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] 回折コントラストイメージを用いた三次元結晶マッピング法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会学生員卒業研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] 回折コントラストイメージを用いた三次元結晶マッピング法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会 学生員卒業研究発表会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都府)(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] Development of Three-dimensional Grain Mapping Technique in SPring-8 (2011)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa
  • 学会等名: ATEM'11
  • 発表場所: 神戸国際会議場(神戸)
• [学会発表] Observation of Delamination Defects and Cracks in High-strength Steels under rolling Contact Fatigue by SR Micro CT Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa
  • 学会等名: ATEM'11
  • 発表場所: 神戸国際会議場(神戸)
• [学会発表] Evaluation of Torsional Fatigue Crack Propagation by Shinchrotoron RadiationMicro-CT Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Daiki Shiozawa
  • 学会等名: ATEM'11
  • 発表場所: 神戸国際会議場(神戸)
• [学会発表] 高輝度μCTを用いた高強度鋼の転動疲労下のき裂検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 日本機械学会 M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学(北九州)
• [学会発表] 高輝度放射光CTによるねじり疲労き裂の進展・分岐挙動の観察と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝
  • 学会等名: 第60期材料学会学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
• [学会発表] 高輝度μCTを用いた高強度鋼の転動疲労下のき裂検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田嘉之
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
• [学会発表] Evaluation of Torsional Fatigue Crack Propagation by Shinchrotoron Radiation Micro-CT Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Shiozawa
  • 学会等名: ATEM'11
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
• [学会発表] Observation of Delamination Defects and Cracks in High-Strength Steels under rolling Contact Fatigue by SR Micro CT Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Shiozawa
  • 学会等名: ATEM'11
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
• [学会発表] Development of Three-dimensional Grain Mapping Technique in SPring-8 (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Tsutsumi
  • 学会等名: ATEM'11
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
• [学会発表] X線回折コントラスト像を用いた結晶3Dマッピング法の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝
  • 学会等名: SPring-8利用推進協議会第六回金属材料評価研究会
  • 発表場所: 日本化学学会・化学会館(東京都)
• [学会発表] 回折コントラストイメージを用いた結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: M&M2010材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 長岡科学技術大学
  • 年月日: 2010-10-09
• [学会発表] 疲労研究における放射光 μCTイメージングの利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 日本材料学会疲労部門委員会
  • 発表場所: 神戸市しあわせの村
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] 疲労研究における放射光μCTイメージングの利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝
  • 学会等名: 日本材料学会疲労部門委員会
  • 発表場所: 神戸市しあわせの村(兵庫県)
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] 回折コントラストイメージを用いた結晶構造解析手法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩澤 大輝
  • 学会等名: 第59期日本材料学会総会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 回折コントラストイメージを用いた結晶構造解析手法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝
  • 学会等名: 第59期日本材料学会総会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)(招待講演)
• [学会発表] 回折コントラストイメージを用いた結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩澤大輝
  • 学会等名: M&M2010材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 長岡科学技術大学(新潟県)