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平山 恭介(ひらやま きようすけ) データ更新日:2018.06.05

助教 /  工学研究院 機械工学部門 材料力学講座


主な研究テーマ
X線回折援用結晶粒界追跡法によるアルミニウム合金の結晶学的変形挙動の解明
キーワード:アルミニウム合金、延性破壊、放射光、X線回折、結晶方位
2015.02~2017.03.
従事しているプロジェクト研究
戦略的イノベーション創造プログラム(SIP) 革新的構造材料
2015.04~2018.03.
革新的構造用金属材料創製を目指したヘテロ構造制御に基づく新指導原理の構築
2015.10~2020.03, 科学技術振興機構(日本).
研究業績
主要原著論文
1. Kyosuke HIrayama, Yasuhiro Morizono, Sadahiro Tsurekawa, Yasuyoshi Hidaka, Yonosuke Yoshii, Grain Boundary Engineering of 10% Cr Ferritic-Martensitic Steel SUH3, ISIJ International, 2015.05, Thermomechanical treatments for manipulating grain boundary microstructure in 10 wt%Cr ferriticmartensitic steel SUH3 have been studied. Material with a high fraction of coincidence site lattice (CSL) boundaries was successfully produced and subjected to steam oxidation tests to demonstrate the utility of grain boundary engineering. Introducing a high fraction of twin boundaries in austenite resulted in a significant increase in the number of CSL boundaries along the prior austenite grain boundaries in martensite. In addition, grain boundary engineering introduced a high density of subblock structures in martensite, which resulted in a homogeneous distribution of fine precipitates in tempered martensite. Steam oxidation tests demonstrated that grain boundary engineering for SUH3 steel can achieve enhanced oxidation resistance..
2. Kyosuke Hirayama, Seiichiro Ii, Sadahiro Tsurekawa, Transmission electron microscopy/electron energy loss spectroscopy measurements and ab initio calculation of local magnetic moments at nickel grain boundaries, Science and Technology of Advanced Materials, 2014.01, We have determined local magnetic moments at nickel grain boundaries using a transmission electron microscopy/electron energy loss spectroscopy method assuming that the magnetic moment of Ni atoms is a linear function of the L3/L2 (white-line ratio) in the energy loss spectrum. The average magnetic moment measured in the grain interior was 0.55μB, which agrees well with the calculated magnetic moment of pure nickel (0.62μB). The local magnetic moments at the grain boundaries increased up to approximately 1.0μB as the mis-orientation angle increased, and showed a maximum around 50. The respective enhancement of local magnetic moments at the 65 (0.63μB) and random (0.90μB) grain boundaries in pure nickel was approximately 14 and 64% of the grain interior. In contrast, the average local magnetic moment at the (111) 63 grain boundary was found to be 0.55μB and almost the same as that of the grain interior. These results are in good agreement with available ab initio calculations..
主要学会発表等
1. 平山恭介,鈴木尚史,戸田裕之,上杉健太朗,竹内晃久, アルミニウム合金における変形・破壊に及ぼす水素脆化の影響の結晶学的解析, 軽金属学会第134回春期大会, 2018.05.
2. 平山 恭介、鈴木 尚史、戸田 裕之、上杉 健太朗、上椙 真之、竹内 晃久 , アルミニウム合金における変形・破壊に及ぼす水素脆化の影響の結晶学的解析, 日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会, 2018.03.
3. 平山 恭介、戸田 裕之、セクイーイン、鈴木 尚史、上杉 健太朗、竹内 晃久(JASRI) , 回折コントラストトモグラフィ―法によるアルミニウム合金の水素脆化の結晶学的解析
, 日本機械学会 九州支部 第71期 総会・講演会, 2018.03.
4. 平山恭介,セク イーイン,戸田 裕之,上杉健太朗,竹内晃久, 回折コントラストトモグラフィ―法によるアルミニウム合金の水素脆化挙動の解析
, 日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス, 2017.10.
5. 平山恭介、戸田裕之、上杉健太朗、竹内晃久, X線回折援用結晶粒界追跡法を用いたアルミニウム合金の塑性変形中の結晶方位回転の評価, 軽金属学会第132回春期大会, 2017.05.
6. 平山 恭介, 下地 輝昭, 田辺 靖人, 戸田 裕之, 竹内 晃久, 上杉 健太郎, X線回折援用結晶粒界追跡法を用いた結晶学的構造が損傷の時間発展挙動に及ぼす影響の評価, 軽金属学会第131回秋期大会, 2016.11.
7. 平山 恭介, セクイーイン, 戸田 裕之, 上杉健太朗, 上椙 真之, 竹内晃久, 回折コントラストトモグラフィー法によるアルミニウムの水素脆化の結晶学的解析, 日本金属学会第160回春期講演大会, 2017.03.
8. Kyosuke Hirayama, Hiroyuki Toda, Teruyuki Shimoji, Yasuto Tanabe, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Effects of Crystallographic Structure Damage Evolution Using Diffraction Amalgamated Grain-boundary Tracking Technique , TMS2017, 2017.02.
9. 平山 恭介, 戸田 裕之, 上杉健太朗, 竹内晃久, X 線回折援用結晶粒界追跡法によるアルミニウム合金の延性破壊挙動の結晶学的解析, M&M2016材料力学カンファレンス, 2016.10.
10. 平山 恭介, 戸田 裕之, 上杉健太朗, 竹内晃久, Evaluation of Crystallographic Deformation Behavior in Aluminium Alloy by Means of Diffraction-Amalgamated Grain-Boundary Tracking (DAGT) Technique, 3rd International Congress on 3D Materials Science 2016, 2016.07, We proposed new diffraction-amalgamated grain-boundary tracking (DAGT)
technique, which was developed by combining the grain boundary tracking (GBT) technique and XRD using a pencil beam. The method provides a description of the crystallographic orientations of individual grains in polycrystalline material during deformation by 4D (3D + time). The main motivation of this study is to verify the plastic deformation behavior on the basis of DAGT technique.
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11. 平山 恭介, 戸田 裕之, 寺岡佑佳子, 上杉健太朗, 竹内晃久, Assessment of deformation behavior in aluminum alloy with Diffraction-Amalgamated Grain-Boundary Tracking (DAGT) technique, The 15th International Conference on Aluminum Alloys, 2016.06, The behavior of individual grain during plastic deformation is affected by shape and size of grains and the crystal orientations for the grains in polycrystalline. We proposed new diffraction-amalgamated grain-boundary tracking (DAGT) technique, which was developed by combining the grain boundary tracking (GBT) technique and a pencil beam XRD. The method provides a description of the crystallographic orientations of individual grains in polycrystalline material during deformation by 4D (3D + time). In addition, the crystal orientation of each grain in plastic deformed material with high strain rate over 20% is determined by means of this technique. Therefore we conducted the assessment of the plastic deformation behavior based on determination of crystal orientation before and after deformation for each grain by using DAGT technique..
12. 平山 恭介, 戸田 裕之, 上杉健太朗, 竹内晃久, X線回折援用結晶粒界追跡法を用いたアルミニウム合金における変形挙動の結晶学的解析, 軽金属学会第130回春期大会, 2016.05, 塑性変形中の結晶粒の内部および結晶粒界に存在しているポア・ボイドの挙動について、我々の研究室で新たに開発されたX線回折援用結晶粒界追跡法を用いて解析を行った。材料内部にはじめから存在していたポアは最大荷重前から成長していた。これは以前に、戸田らによって報告されている結果と同じである。また、ポア・ボイドの発生・成長サイトに着目すると、粒内や粒界面上と比較して粒界3重点でポア・ボイドは大きく成長していた。.
13. 平山 恭介, Plastic Deformation Behavior of Aluminum Alloy Investigated Means of Diffraction-Amalgamated Grain-Boundary Tracking (DAGT) Technique, International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015, 2015.10, The slip plane and direction of individual grain during plastic deformation are affected by crystal orientation for the grain in polycrystalline. So, it is necessary to determine crystal orientation of interior material during deformation by 4D analysis with time in order to understand the plastic deformation behavior. However, 4D analysis for crystal orientation during plastic deformation over 10% has yet been carried out. In this work, the plastic deformation behavior was analyzed based on determination of crystal orientation before and after deformation for each grain by using diffraction-amalgamated grain-boundary tracking (DAGT) technique consisting of grain boundary tracking (GBT) technique and pencil beam XRD.
Material used Al-4mass%Cu alloy with grain size of 100m. CT scan was carried out on each step of tensile test. After tensile test, grain boundaries in sample were visualized by Ga doping. In pencil beam XRD, X-ray was reduced into a thinner beam (10m) and irradiated sample during deformation. X ray energy was 35KeV.
We achieved to determine crystal orientation before and after deformation for each grain by DAGT technique. The crystal orientations of grains inside sample were also determined. In addition, <111> direction enhanced after tensile test.
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14. 平山 恭介, 戸田 裕之, 竹内 晃久, 上杉 健太朗, X線回折援用結晶粒界追跡法を用いたアルミニウム合金変形挙動の結晶学的評価, 日本金属学会2016年春期(第158回)大会, 2016.03, 多結晶体の変形挙動に対して、非破壊で3次元の結晶方位を解析することのできるX線回折援用結晶粒界追跡(Diffraction Amalgamated Grain boundary Tracking)法を用いて評価を行った。その結果、ボイドは最大荷重前の段階でも成長しており、粒内と比較して粒界面や粒界3重線で大きく成長していた。.
学会活動
所属学会名
日本機械学会
軽金属学会
日本鉄鋼協会
日本金属学会
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2017.10.07~2017.10.09, 日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス, 座長.
2015.10.04~2015.10.08, International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015, 座長(Chairmanship).
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
ESRF(European Synchrotron Radiation Facility), France, 2017.03~2017.03.
ESRF(European Synchrotron Radiation Facility), France, 2016.03~2016.03.
ESRF(European Synchrotron Radiation Facility), France, 2015.02~2015.02.
受賞
一般社団法人 日本機械学会 材料力学部門 優秀講演表彰, 一般社団法人日本機械学会 , 2017.01.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2015年度~2016年度, 若手研究(B), 代表, 強磁性材料の粒界磁性と粒界性格および粒界に関する諸現象との関連.
寄附金の受入状況
2016年度, 一般社団法人 日本アルミニウム協会, アルミニウム研究助成事業.
2016年度, 公益財団法人 軽金属奨学会, 海外交流補助金.
学内資金・基金等への採択状況
2016年度~2016年度, 研究者短期派遣プログラム, 代表, Diffraction Amalgamated Grain boundary Tracking (DAGT)法の高度化.

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