放射光Ｘ線を用いた溶接時の低温変態溶接金属の応力と固相変態のその場測定

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760606
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 張 朔源 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 博士研究員 (00613184)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 溶接 / 応力 / 固相変態 / その場測定 / 放射光X線

研究概要

溶接残留応力を低減するために、低温領域で生じるマルテンサイトの変態膨張を利用することが注目されている。溶接構造物のミクロ組織と機械性能の制御および予測するために、溶接時ミクロ組織および応力の形成メカニズムを明らかにする必要がある。そこで、高輝度である放射光を利用し、溶接時相変態と応力を同時にその場測定できるシステムを開発した。溶接金属～熱影響部～母材までのミクロ組織状態および応力分布の時間変化を世界で初めて最速的な時間分解（0.1秒）で計測することに成功した。溶接連続冷却過程において、試験片全体の応力形成は熱収縮と固相変態（マルテンサイト変態）が大きく関与することが初めてその場計測成功できた。

研究成果

• [学会発表] In-situ stress measurement in the heat affected zone during TIG welding process (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang Shuoyua, Takahisa Shobu, Ayumi Shiro, etc.
  • 学会等名: 7^<th> International Conference on Mechanical Stress Evaluation by Neutron and Synchrotron Radiation(MECA SENS 2013)
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] 溶接時応力その場測定システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 張朔源,菖蒲敬久,城鮎美, など
  • 学会等名: 日本材料学会第47回X線材料強度に関するシンボジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] In-situ observation of microstress and solid state transformation in low temperature transformation weld metal by synchrotron radiation X-rays (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhang Shuoyuan and Komizo Yuichi
  • 学会等名: The International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation (Visual-JW2012)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] Development of Stress Measurement Method Using Two Dimensional Detector Scanning System (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhang Shuoyuan, Takahisa Shobu, Ayumi Shiro, etc.
  • 学会等名: 9^<th> International Conference on Residual Stresses (ICRS9)
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen, Germany
  • 年月日: 2012-10-07
• [学会発表] 二次元検出器走査システムを利用した応力測定法開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 張朔源,菖蒲敬久,城鮎美, など
  • 学会等名: 日本材料学会第46回材料強度に関するシンボジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-07-06