2015 Fiscal Year Research-status Report
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26420009
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
鈴木 賢治 新潟大学, 人文社会・教育科学系, 教授 (30154537)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Ｘ線応力測定 / 2次元検出器 / 粗大粒 / cosα法 / 直接法 / シンプレックス法 / 二重露光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) cosαを例に2次元検出器によるＸ線応力測定においては，回折中心の精度が重要であることを解析的に検討した．照射による回折中心と検出器で規定した回折中心とを一致させるために，標準粉末を利用することが好ましい．また，既存の装置においても検出器の原点(回折中心)の校正が必要であることを明らかにした．
(2) 粗大粒を想定し，回折斑点からひずみの最適値を求めるために，線形計画法に基づく手法としてSimplex法による最適化方法を確立した．
(3) 平均粒径が約50μmのオーステナイト系ステンレス(SUS316L)を試験片材料として，本研究で提案したπ法を適用した．そのために回転できる負荷治具を設計製作すること，その治具の回転中心とＸ線照射域中心を一致させ真の回折中心を実現できるように，中心決定方法と3軸試料ステージなどの装置を完成させた．これらの装置と解析方法の完成した後，既知の負荷をSUS316Lの試験片に負荷して，既知の曲げ応力を「π法」で測定し，その有効性について実際に検証した．その結果，従来の測定では照射域の結晶粒の位置が回折半径に含まれるため，正しい回折半径が得られない．π法においては，回折に与る結晶粒の位置ずれがπ回転により相殺され，かつ回折斑点の数が増える効果を期待したが，回折粒の位置ずれの相殺は期待できなかった．π法による効果は，連続環ほどの効果は得られなかった．その結果，直接法にπ回転を組み合わせた手法では，十分な成果は得られなかった．
(4) さらに，平均粒径が約150μmのオーステナイト系ステンレス(SUSF316L, 原子炉シュラウド用鍛鋼材)を曲げ試験片として準備した．そのＸ線回折は典型的な回折斑点を呈した．このような回折斑点位置を解析する手法の研究を進めている．また，回折粒の位置による回折中心誤差を相殺する二重露光法について着手した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の研究の推進方策においては，1) π法を新たに提案し，粗大粒の応力評価にに対するその効果を検討すること，2) そのために回転できる負荷治具を設計製作すること，その治具の回転中心とＸ線照射域中心を一致させ真の回折中心を実現できるように試料台ステージなどの装置を完成すること， 3) その有効性について実際に検証することを計画していた．本課題においては，これらのことをすべて達成しているので，おおむね順調に進展している．さらに，2次元検出器によるＸ線応力測定についての手法の現状と基礎理論をまとめるとともに，粗大粒の応力測定のための課題を産学協同により整理した．その報告書を出版したことは，2次元検出器による応力測定の研究成果として大いに評価できる．
なお，π法により粗大粒の応力測定の解決を見ることができなかったことから，π法に変わる新たな手法や粗大粒の位置決定などの課題があきらかとなり，今後の研究に位置づけることにしている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26, 27年度の実績を踏まえ，粗大粒の回折位置の影響されない回折半径測定法として，二重露光法に取り組む．本研究で新たに提案する二重露光法は，2次元検出器(IP)に対して垂直に試料を移動させて，移動距離Lと回折斑点の移動量(回折半径r)の関係から回折角を測定する手法である．この手法は，Ｘ線照射域の回折中心と検出器の回折中心を不要とする優れた測定手法である．また，検出器の中心を決定することも不要なので，標準粉末も必要としない利点もある．二重露光法は原理的には期待できる手法であるが，実験をしてみると新たな課題も出てくることも研究の常識として予想される．28年度は，前述の方針に従い，主として以下のことに取り組む．
(1) 二重露光法によるひずみ測定のための光学系，装置の確立：照射域の寸法や測定条件などを検討し，二重露光に最適なＸ線条件，移動量などを決定する．試料の位置を移動させるステージ，また移動による中心ずれを解消するための技術などを確立する．
(2) 二重露光法によるひずみ測定のための解析方法：二重露光で得られたＸ線像から回折斑点の対を探索し，回折位置を決定することで，はじめて回折斑点対の線分が求まる．その結果，回折半径rと方位角φが決定する．この一連の処理を行う解析手法を確立することで，二重露光法の測定が実現できる．
(3) これらの手法と解析方法を達成することで，二重露光法によるＸ線応力測定が実現できる．この二重露光法で平均粒径が約150μmのオーステナイト系ステンレス(SUSF316L, 原子炉シュラウド用鍛鋼材)に既知の曲げ負荷を与え，二重露光法による応力測定の有効性と問題点を検討する．
以上により二重露光法の総括により，粗大粒のＸ線応力測定の可能性が期待できる．
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[Presentation] 直接法によるX線応力測定2015
Author(s)
鈴木賢治
Organizer
第49回X線材料強度に関するシンポジウム
Place of Presentation
エル・おおさか(大阪市中央区北浜東 3-14)
Year and Date
2015-07-16 – 2015-07-17
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