| 研究課題/領域番号 |
20K04156
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
鈴木 賢治 新潟大学, 人文社会科学系, 教授 (30154537)
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| 研究分担者 |
城 鮎美 (瀬ノ内鮎美) 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 主任研究員 (60707446)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | Ｘ線応力測定 / 粗大粒 / 溶接部 / 残留応力 / シンクロトロン放射光 / 中性子 / 二重露光法 |
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| 研究実績の概要 |
2021年度までの研究成果の総括をし，溶接材の残留応力測定が可能であることがわかったので，突合せ溶接配管の残留応力マップを作成することを試みた．配管から切り出した溶接部の試験片(板厚5 mm)の残留応力分布を70 keVの単色Ｘ線，CdTeピクセル検出器および二重露光法で測定した．溶接底部付近を1 mm間隔で溶接配管の軸方向のひずみεaおよび半径方向ひずみεrを測定した．これらのひずみは溶接配管から5 mmの厚さで放電加工で切り出したものであることから，平面応力状態となっているので，そのままでは3軸応力状態の残留応力とは異なる．
前述までの2次元問題に限られていた二重露光法を3軸応力も扱えるようにする必要がある．そのため，中性子回折で3軸応力下の円周方向の残留応力σhの分布を中性子回折により求めた．二重露光法で求めたεa, εrと中性子で求めたσhの関係を平面ひずみ状態を仮定して3軸応力下のσaとσrの残留応力マップを求めた．その結果，溶接底部の詳細な残留応力マップが作成できた．これまでの溶接残留応力による配管からの応力腐食割れでは，底部からHAZ部に向かい少し離れたとこからき裂が発生し，溶接中心部に向かう経路をたどる．得られた残留応力マップのσaの引張応力の分布は，応力腐食割れの発生と進展の結果をよく一致していた．
本研究の成果から，CdTeピクセル検出器を用いた二重露光法は，これまで困難とされていた粗大粒および溶接部の放射光のＸ線応力測定を解決する手法として有効であることが実証された．特に，高エネルギー放射光Ｘ線に適した70 keVから90 keVの鋼，ニッケル基合金，銅合金などに適した手法として活用が期待される．
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| 備考 |
CdTeピクセル検出器の説明があります．また，CdTeピクセル検出器で測定したデータ解析のための汎用ツールもダウンロードできます．応力測定用のツールもあります．
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