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2013 年度 実績報告書

高輝度放射光の回折コントラストイメージを利用したコンカレント材料損傷評価

研究課題

研究課題/領域番号 23360056
研究機関神戸大学

研究代表者

中井 善一  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90155656)

研究分担者 塩澤 大輝  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60379336)
田中 拓  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80236629)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード機械材料・材料力学 / 高輝度放射光 / CTイメージング / 損傷評価 / 結晶構造
研究概要

X線回折コントラストトモグラフィを用いて,多結晶ステンレス鋼の組織を観察した結果,以下の結果が得られた.
1. 三次元マッピング法による再構成を行い,本手法の解析手順の妥当性について検討を行った結果,結晶間の位置関係および結晶形状などを詳細に同定できることが分かった.
2. 結晶の塑性ひずみを評価する手法を構築するために,試料に対して引張負荷および繰返し負荷を与えながらイメージングを行った.各試験力における引張負荷と回折の拡がり角を比較した結果,弾性変形下では負荷の増加に伴う結晶の回折の拡がり角に変化は見られなかったが,塑性変形下では負荷が大きくなるほど回折の拡がり角は大きくなることが分かった.さらに結晶マッピング法により個々の結晶について引張負荷時における回折の拡がり角の変化を評価できることができ,個々の結晶粒の転位密度や塑性ひずみを評価できた.引張負荷と同様に引張-引張の片振り疲労試験における回折の拡がり角に関するヒストグラムを比較した結果,100 cycles以降,変化が見られなかった.これはステンレス鋼が加工硬化したことで,繰返し負荷で塑性ひずみが生じなかったためであると考えられる.引張-圧縮の両振り疲労試験における回折の拡がり角に関するヒストグラムを比較した結果,繰返し数の増加に伴い,回折の拡がり角が増大した.予ひずみを与ると回折の拡がり角は大きく増加したが,その後の両振り疲労試験後では回折の拡がり角が減少することが分かった.
3. 以上より,塑性ひずみが生じ転位密度が増加すると回折角が拡がること,結晶ごとに回折角の拡がり方に差があることがわかった.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of Fatigue Damage by Diffraction Contrast Imaging using Ultra-bright Synchrotron Radiation2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki Shiozawa, Yoshikazu Nakai, Ryotaro Miura, and Shota Matsuda
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: Vols.891-892 ページ: 600-605

    • 査読あり
  • [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 Radiation2014

    • 著者名/発表者名
      D. Shiozawa, Y. Nakai, T. Murakami, and H. Nosho
    • 雑誌名

      International Journal of Fatigue

      巻: 58 ページ: 158-165

    • DOI

      10.1016/j.ijfatigue.2013.02.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue of ultra-fine grained α-brass2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nakai, Takuto Imanaka and Daiki Shiozawa
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 891-892 ページ: 1125-1130

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.891-892.1125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of rolling contact fatigue cracks by laminography using ultra-bright synchrotron radiation2014

    • 著者名/発表者名
      D. Shiozawa, T. Makino, Y. Neishi, and Y. Nakai
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 783-786 ページ: 2359-2364

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of Fatigue Damage by Diffraction Contrast Imaging using Ultra-bright Synchrotron Radiation2014

    • 著者名/発表者名
      D.Shiozawa, Y.Nakai, R.Miura, and S.Matsuda
    • 学会等名
      11th International Fatigue Congress (Fatigue 2014)
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      20140302-07
  • [学会発表] Fatigue of ultra-fine grained α-brass2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakai, T.Imanaka and D.Shiozawa
    • 学会等名
      11th International Fatigue Congress (Fatigue 2014)
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      20140302-07
  • [学会発表] Evaluation of Fatigue Damage by Diffraction Contrast Imaging using Ultra-bright Synchrotron Radiation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai, D. Shiozawa, and R. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC 2013)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      20131202-20131206
    • 招待講演
  • [学会発表] 高輝度放射光を用いた回折コントラストイメージによるき裂発生過程の結晶組織観察2013

    • 著者名/発表者名
      政田尚也, 松田翔太, 塩澤大輝, 中井善一
    • 学会等名
      日本材料学会第16回破壊力学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本県阿蘇郡南阿蘇村
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] 放射光μCTイメージングによる腐食疲労におけるピットの成長及びき裂発生過程の4D解析2013

    • 著者名/発表者名
      岡田宗大, 塩澤大輝, 中井善一
    • 学会等名
      日本材料学会第16回破壊力学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本県阿蘇郡南阿蘇村
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] 放射光μCT イメージングを用いたTi-6Al-4V 内部に発生する微小疲労き裂の検出2013

    • 著者名/発表者名
      中山慎也,中村孝,小熊博幸,塩澤大輝,中井善一,上杉健太朗
    • 学会等名
      日本機械学会材料力学部門講演会M&M2013
    • 発表場所
      岐阜市
    • 年月日
      20131012-20131114
  • [学会発表] α黄銅超微細結晶粒材の疲労強度2013

    • 著者名/発表者名
      中井善一,今中拓人,塩澤大輝
    • 学会等名
      日本機械学会材料力学部門講演会M&M2013
    • 発表場所
      岐阜市
    • 年月日
      20131012-20131014
  • [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疲労損傷評価に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      松田翔太,政田尚也,塩澤大輝,中井善一,三浦亮太郎
    • 学会等名
      日本機械学会材料力学部門講演会M&M2013
    • 発表場所
      岐阜市
    • 年月日
      20131012-20131014
  • [学会発表] 放射光μCT 及び小型転動疲労試験機を用いた転動疲労き裂進展過程の観察2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤一矢,塩澤大輝,根石豊,牧野泰三,中井善一,岡田宗大
    • 学会等名
      日本機械学会材料力学部門講演会M&M2013
    • 発表場所
      岐阜市
    • 年月日
      20131012-20131014
  • [学会発表] Threshold of Crack Propagation of Zr-based Bulk Metallic Glass in Sodium Chloride Solution2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu NAKAI, Toyohiko KOTAMA, Bo HE, and Kohei UENO
    • 学会等名
      European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (EUROMAT 2013)
    • 発表場所
      Seville, Spain
    • 年月日
      20130908-20130913
  • [図書] 破壊力学2014

    • 著者名/発表者名
      中井善一,久保司郎
    • 総ページ数
      発行確定
    • 出版者
      朝倉書店
  • [図書] 材料力学2013

    • 著者名/発表者名
      中井善一,三村耕司,阪上隆英,多田直哉,岩本剛,田中拓
    • 総ページ数
      204
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-fracture/

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公開日: 2015-05-28  

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