マイクロビーム走査型3DXRD顕微鏡法の開発と鉄鋼材料への展開

• 研究課題/領域番号: 26870932
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学; 材料加工・組織制御工学
• 研究機関: 株式会社豊田中央研究所
• 研究代表者: 林 雄二郎 株式会社豊田中央研究所, 分析部 量子ビーム解析研究室, 研究員 (30435953)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: X線回折 / 3次元 / 3DXRD / 走査型 / マイクロビーム / 非破壊 / 結晶方位 / 鉄鋼材料 / 量子ビーム / 放射光 / 塑性加工・成形 / 機械材料

研究成果の概要

3次元X線回折(3DXRD)顕微鏡法は高エネルギー放射光X線を用いて多結晶金属材料内部の3次元結晶方位マッピングを非破壊で行うことを可能にした新しい方法である。3DXRD法を実用鉄鋼材料に応用するには、(a)大量の結晶粒を含有する試料を取り扱うことができるようにすること、(b)複合組織鋼において母相(フェライト)とその他の組織(パーライトやマルテンサイト等)を分離できるようにすることが課題である。本研究では、放射光マイクロビームを用いた新しい実験方法及び再構成方法によりこれらの課題を解決する方法を提案する。炭素鋼及び二相鋼を用いた検証実験の結果、本方法の妥当性が確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Scanning three-dimensional X-ray diffraction microscopy with a high-energy microbeam at SPring-8 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Hayashi, Daigo Setoyama and Yoshiki Seno
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 走査型3DXRD顕微鏡法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林雄二郎、広瀬美治、妹尾与志木、吉田友幸
  • 雑誌名: SPring-8/SACLA利用者情報 巻: Volume 22, No.1 ページ: 8-13
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Scanning Three-dimensional X-Ray Diffraction Microscopy for Non-Destructive Observation of Plastic Deformation in Metallic Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayashi, Y. Seno, D. Setoyama
  • 雑誌名: SPring-8/SACLA Research Frontiers 2015 巻: 2015 ページ: 114-115
• [雑誌論文] Polycrystal orientation mapping using scanning three-dimensional X-ray diffraction microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Hayashi, Yoshiharu Hirose and Yoshiki Seno
  • 雑誌名: Journal of Applied Crystallography 巻: 48 号: 4 ページ: 1094-1101
  • DOI: 10.1107/s1600576715009899
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Orientation mapping of steel by scanning three-dimensional x-ray diffraction microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Hayashi, Yoshiki Seno, Tomoyuki Yoshida
  • 学会等名: The 24th Congress & General Assembly of the International Union of Crystallography 2017
  • 発表場所: Hyderabad International Convention Centre, Hyderabad, India
  • 年月日: 2017-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] 3D Orientation and Stress Mapping with X-Ray Diffraction (2017)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Hayashi
  • 学会等名: Gordon Research Conference 2017 on Physical Metallurgy
  • 発表場所: University of New England, Biddeford, ME, USA
  • 年月日: 2017-07-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 走査型3DXRD法による実用鋼板中の3次元非破壊結晶方位マッピング (2017)
  • 著者名/発表者名: 林雄二郎、妹尾与志木、吉田友幸
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター、神戸市
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] 走査型3DXRD顕微鏡法とデータ解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林雄二郎
  • 学会等名: 第8回SPring-8先端利用技術ワークショップ
  • 発表場所: 神戸芸術センター、神戸市
  • 招待講演
• [学会発表] 走査型3DXRD顕微鏡法による冷間圧延鋼板内部の結晶方位3次元マッピング (2016)
  • 著者名/発表者名: 林雄二郎、妹尾与志木、吉田友幸、瀬戸山大吾
  • 学会等名: 日本金属学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 大阪大学、豊中市
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] 走査3DXRD顕微鏡法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 妹尾与志木、林雄二郎、吉田友幸
  • 学会等名: 第13回SPring-8産業利用報告会
  • 発表場所: 兵庫県民会館、神戸市
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 走査型3DXRD顕微鏡法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林雄二郎
  • 学会等名: SPring-8シンポジウム 2016
  • 発表場所: 関西学院大学、三田市
  • 年月日: 2016-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Scanning 3DXRD Technique using a Microbeam for In-situ Orientation and Stress Mapping (2016)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Hayashi, Yoshiki Seno, Daigo Setoyama
  • 学会等名: The 3rd International Congress on 3D Materials Science (3DMS) 2016
  • 発表場所: St. Charles, Illinois, USA
  • 年月日: 2016-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] 走査型3DXRD顕微鏡法による冷間圧延鋼板中の第2種残留応力測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 雄二郎, 妹尾 与志木, 瀬戸山 大吾
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県・柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 走査型3次元X線回折(3DXRD)顕微鏡法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 妹尾与志木、林雄二郎、吉田友幸
  • 学会等名: 第10回九州シンクロトロン光研究センター研究成果報告会
  • 発表場所: サンメッセ鳥栖、鳥栖市
• [学会発表] Scanning three-dimensional x-ray diffraction microscopy with a high-energy microbeam at SPring-8 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Hayashi, Daigo Setoyama and Yoshiki Seno
  • 学会等名: 8th International Conference on Mechanical Stress Evaluation by Neutrons & Synchrotron Radiation (MECASENS2015)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2015-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] Scanning three-dimensional x-ray diffraction microscopy using a high-energy microbeam (2015)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Hayashi, Yoshiharu Hirose and Yoshiki Seno
  • 学会等名: 12th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI 2015)
  • 発表場所: New York City, USA
  • 年月日: 2015-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] 豊田ビームラインにおける高エネルギーマイクロビームを用いた走査型3DXRD顕微鏡装置の概要 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林雄二郎、広瀬美治
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 草津、立命館大学
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12