研究者業績

杉山 明

スギヤマ アキラ  (Akira Sugiyama)

基本情報

所属
大阪産業大学 システム工学部 システム工学科 教授
学位
Doctor of Engineering(Osaka University)
博士(工学)(大阪大学)

研究者番号
10335375
J-GLOBAL ID
200901059296608117
researchmap会員ID
1000366562

学歴

 2

論文

 47
  • Kiattisaksri Chatcharit, Akira Sugiyama, Kohei Morishita, Taka Narumi, Kentaro Kajiwara, Hideyuki Yasuda
    International Journal of Metalcasting 14(3) 794-801 2020年7月1日  
    The microstructure evolution in ductile cast iron with magnesium addition was observed in situ by using X-ray radiography (two-dimensional observation) and time-resolved tomography (three-dimensional observation) in the BL20XU of a synchrotron radiation facility, SPring-8 (Hyogo, Japan). In the two-dimensional observation, graphite nodules nucleated in the melt and floated up immediately after nucleation. The floating was terminated by engulfment of graphite nodules into austenite dendrites. The radiography indicated that the average floating distance was shorter than the dendrite arm spacings in the 100-μm-thick specimen. Because the short distance could be influenced by the sample confinement, time-resolved tomography was performed by using a pink X-ray beam in the BL28B2 of SPring-8. Graphite nodules that nucleated in the melt (probably on magnesium–oxygen–sulfur inclusions in the melt) floated and were engulfed by austenite dendrites within several seconds, even in the bulk specimen. Although the average distance in the bulk specimen was approximately twice as large as that in the 100-μm-thick specimen, floating after nucleation and engulfment into austenite dendrites within a short duration were observed commonly from both techniques. The sequence of nucleation and engulfment had a critical effect on the number and size of the graphite nodules.
  • Kiattisaksri Chatcharit, 杉山 明, 森下 浩平, 安田 秀幸
    鋳造工学 90(10) 602-612 2018年10月  査読有り
  • 安田 秀幸, 杉山 明, Chatcharit Kiattisaksri, 森下 浩平
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 170 5-5 2017年  
  • Chatcharit Kiattisaksri, 杉山 明, 森下 浩平, 安田 秀幸
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 170 6-6 2017年  
  • 柳楽 知也, 安田 秀幸, 宇野 木諒, 森下 浩平, 杉山 明, 吉矢 真人, 上杉 健太朗
    鉄と鋼 103(12) 2-11 2017年  査読有り
  • 柳楽知也, 安田秀幸, 宇野木諒, 森下浩平, 杉山明, 吉矢真人, 上杉健太朗
    鉄と鋼 103(12) 1-1 2017年  査読有り
  • K. Yamane, Hideyuki Yasuda, A. Sugiyama, T. Nagira, M. Yoshiya, K. Morishita, K. Uesugi, A. Takeuchi, Y. Suzuki
    METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE 46A(11) 4937-4946 2015年11月  査読有り
    Radiography using a synchrotron radiation X-ray source was performed to examine solidification and melting behaviors in hypereutectic cast iron specimens containing 0.002 and 0.05mass pctMg. The solidification sequence in the alloy containing 0.002mass pctMg was (1) nucleation and growth of graphite particles of which transformed to a flake-like shape, (2) growth of gamma-Fe dendrites, (3) nucleation of graphite particles ahead of the interface just prior to the eutectic solidification, and (4) the eutectic solidification. In contrast, (1) and (2) occurred nearly at the same time in the specimen containing 0.05 mass pct Mg. The addition of 0.05mass pctMg significantly reduced the temperature range in which the graphite particles grew as the primary phase. Image-based analysis of melting behavior showed that even 0.05 mass pct addition was sufficient to modify the phase equilibrium of the liquid, gamma-Fe, and graphite phases. Thus, the observed influence of Mg on the solidification sequence was attributed to the modification of the phase equilibrium. The influence was consistently explained by considering the shift of the eutectic composition to the carbon side in the pseudo-ternary system. It was also suggested that supersaturation of carbon in the melt increased as the temperature decreased even though the primary graphite particles existed. The supersaturation may cause the nucleation of the graphite particles just before the eutectic solidification. (C) The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International 2015
  • 柳楽知也, 安田秀幸, 森田周吾, 柳井森吾, 杉山明, 吉矢真人, 上杉健太朗
    鋳造工学 87(2015) 552-560 2015年8月  査読有り
  • T. Nagira, S. Morita, H. Yasuda, C. M. Gourlay, M. Yoshiya, A. Sugiyama, K. Uesugi
    MCWASP XIV: INTERNATIONAL CONFERENCE ON MODELLING OF CASTING, WELDING AND ADVANCED SOLIDIFICATION PROCESSES 84(1) 2015年  査読有り
    In situ observation of deformation in globular Al-Cu samples at a solid fraction of similar to 50% and a global shear strain rate of 10(-1) s(-1) was performed using time-resolved X-ray imaging. The solid particle motion during shear was quantitatively analysed. The force was transmitted though the contacts between solid particles over a long distance parallel to the shear plane (18 mean grain size, d) after only a 1d increment of the Al2O3 push-plate motion. On the other hand, the distance of transmitted force in the perpendicular direction to the shear plane was restricted to approximately 11d even for a high displacement of the Al2O3 push-plate. A relatively high shear strain rate became localized at the shear domain after a small amount of deformation (a 1d increment). The solid fraction decreased in the region of localized shear strain rate. The shear band width, where the shear strain was localized and the solid fraction decreased, remained mostly unchanged over a 4 d increment of Al2O3 push-plate motion.
  • 山根功士朗, 杉山明, 柳楽知也, 吉矢真人, 安田秀幸, 田中勇太, 佐藤彰洋, 上杉健太朗, 竹内晃久, 鈴木芳生, 本多弘, 佐藤健
    鋳造工学 86(6) 461-470 2014年6月  査読有り
  • 安田秀幸, 柳樂知也, 吉矢真人, 杉山明, 中塚憲章, 森田周吾
    ふぇらむ 2014年2月  査読有り
  • 柳楽知也, 安田秀幸, 森田周吾, 横田大和, 吉矢真人, C.M.Gourlay, 杉山明, 上杉健太朗
    まてりあ 2013年12月  査読有り
  • 山根功士朗, 安田秀幸, 杉山明, 柳楽知也, 吉矢真人, 上杉健太朗, 梅谷啓二, 牛込智章, 佐藤彰洋
    鋳造工学 = Journal of Japan Foundry Engineering Society 85(11) 760-770 2013年11月  査読有り
  • 柳楽知也, 横田大和, 森田周吾, 安田秀幸, 吉矢真人, C.M. Gourlay(imperial College, 杉山明, 上杉健太朗, i, 梅谷啓二, SPring
    鉄と鋼 99(2) 141-148 2013年2月  査読有り
    Al-Cu合金の固液共存状態における変形挙動を,放射光を用いて直接観察した.また水-粒子混合体の変形挙動と比較し,変形の組織に及ぼす影響を調べた.
  • 柳楽知也, 安田秀幸, C.M. Gourlay, 杉山明, 吉矢真人, 上杉健太朗, 梅谷啓二
    放射光 2012年12月  査読有り
  • 安田秀幸, 中塚憲章, 柳樂知也, 吉矢真人, 杉山明, 上杉健太朗, ring, 梅谷啓二, SPring
    日本結晶成長学会誌 39 20-26 2012年10月  査読有り
    透過X線の輝度と線吸収係数の関係から,凝固過程における溶質分布の時間分解計測を試みた.
  • 柳楽 知也, 森田 周吾, 横田 大和, 安田 秀幸, 杉山 明, Gourlay C. M., 吉矢 真人, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 161 133-133 2012年  
  • 杉山 明, 安田 秀幸, 山根 功士朗, 吉矢 真人, 柳楽 知也, 牛込 智章, 佐藤 彰洋, 梅谷 啓二, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 160 100-100 2012年  
  • 山根 功士朗, 柳楽 知也, 安田 秀幸, 杉山 明, 吉矢 真人, 牛込 智章, 佐藤 彰洋, 梅谷 啓二, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 161 14-14 2012年  
  • 杉山 明, 前川 裕貴, 後藤 耕太, 山根 功士朗, 安田 秀幸, 吉矢 真人, 柳楽 知也, 牛込 智章, 佐藤 彰洋, 梅谷 啓二, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 161 13-13 2012年  
  • 安田 秀幸, 杉山 明, 柳楽 知也, 吉矢 真人, 山根 功士朗, 牛込 智章, 佐藤 彰洋, 梅谷 啓二, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 161 15-15 2012年  
  • 山根 功士朗, 牛込 智章, 佐藤 彰洋, 安田 秀幸, 杉山 明, 吉矢 真人, 柳楽 知也, 梅谷 啓二, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 160 101-101 2012年  
  • 安田 秀幸, 山根 功士朗, 杉山 明, 吉矢 真人, 柳楽 知也, 牛込 智章, 佐藤 彰洋, 梅谷 啓二, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 160 102-102 2012年  
  • Yasuda H, Nagira T, Yoshiya M, Sugiyama A, Nakatsuka N, Kiire M, Uesugi M, Uesugi K, Umetani K, Kajiwara K
    IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 33(1) 2012年  査読有り
  • T.Nagira(Osaka Uni, C.M.Gourlay(Imperial College, A.Sugiyama, M.Uesugi(JAXA, Y.Kanazawa, Osaka Uni, M.Yoshiya(Osaka Univ, K.Uesugi(Spring, K.Umetani(Spring, H.Yasuda(Kyoto
    Scr. Mater. 64 1129-1132 2011年8月  査読有り
    半溶融状態の炭素鋼に変形を与えた場合の結晶粒の挙動について直接観察を行った.
  • 杉山明, 安田秀幸, 柳楽知也, 吉矢真人, 上杉健太朗, ring, 梅谷啓二, SPring, 大中逸雄(アイ, イー, ソリューション
    鋳造工学 82 131-136 2011年3月  査読有り
    鋳鉄の凝固過程の直接観察結果を報告した.亜共晶鋳鉄において,γデンドライトに続き,共晶黒鉛の成長などが観察された.
  • 柳楽 知也, Christopher Gourlay, 安田 秀幸, 森田 周吾, 杉山 明, 吉矢 真人, 上杉 健太朗, 梅谷 啓二
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 159 54-54 2011年  
  • 山根 功士朗, 佐藤 彰洋, 安田 秀幸, 杉山 明, 吉矢 真人, 柳楽 智也, 梅谷 啓二, 上杉 健太朗
    鋳造工学 全国講演大会講演概要集 159 55-55 2011年  
  • Hideyuki Yasuda, Tomoya Nagira, Masato Yoshiya, Noriaki Nakatsuka, Akira Sugiyama, Kentaro Uesugi, Keiji Umetani
    ISIJ INTERNATIONAL 51(3) 402-408 2011年  査読有り
    Time-resolved X-ray imaging of dendritic solidification for pure Fe and carbon steels with sufficient spatial and time resolutions has been developed for the first time by overcoming essential problems in low contrast between solid and liquid phases and in high melting temperatures. Static observation showed that the solid/liquid interface in pure Fe specimen was determined by the absorption contrast at photon energy ranging from 16 to 30 keV. In addition, the phase contrast was also observed in the vicinity of the interface. Dynamic observation showed that cellular growth in pure Fe specimen was observed at a growth velocity up to 400 mu m/s. Feasibility observation was also performed for two different carbon steels (0.0025 mass% C and 0.45 mass% C). Growing dendrites were observed in-situ at a growth velocity up to 500 mu m/s. This study proves that the developed imaging enabled to observe solidification phenomena in-situ for various kinds of steels.
  • 安田 秀幸, 柳樂 知也, 吉矢 真人, 杉山 明, 上杉 健太郎, 梅谷 啓二
    日本結晶成長学会誌 37(2) 82-87 2010年7月1日  査読有り
    金属合金の凝固過程の時間分解イメージング(凝固その場観察)が,SPring-8などの第3世代放射光施設で可能になりつつある.凝固その場観察は,凝固組織の形成過程や偏析などの欠陥の形成過程を直接知ることができる.さらに,デンドライト成長モデルとその場観察を組み合わせて,いくつかの熱物性値(拡散係数,界面エネルギー)を評価できる可能性がある.
  • H.Yasuda(Kyoto Uni, S.Kato(Osaka Uni, T.Shinba(Osaka Univ, T.Nagira(Osaka Uni, M.Yoshiya(Osaka Univ, A.Sugiyama, K.Umetani(Spring, K.Uesugi(Spring
    Materials Science Forum 649 131-136 2010年5月  査読有り
    Al-In過偏晶合金の凝固過程のその場観察を行った.ロッド状の規則構造の形成について冷却条件等の影響を明らかにした.
  • H. Yasuda, Y. Yamamoto, N. Nakatsuka, M. Yoshiya, T. Nagira, A. Sugiyama, I. Ohnaka, K. Uesugi, K. Umetani
    International Journal of Cast Metals Research 22(1-4) 15-21 2009年  査読有り
    Synchrotron radiation enables the observation of solidification in metallic alloys. In situ observations of solidification for Al-Cu alloys (5, 10 and 15 wt-%Cu) are reported. Nucleation and fragmentation of dendrite arms were often observed in the 15 and 10%Cu alloys when unidirectional solidification was performed from the planar interface. In contrast, nucleation and fragmentation were rarely observed in the 5%Cu alloys. The nucleation ahead of the solidifying front and the fragmentation in the mushy region strongly depended on alloy composition. This paper also presents in situ observation of solidification of Fe-10Si-0.5Al (at-%) alloys. The dendritic growth of δ-Fe was clearly observed using this technique. The development of X-ray imaging techniques enables the solidification of various conventional cast alloys such as Al, Ni and Fe alloys to be observed and will be increasingly used to investigate solidification phenomena. © 2009 W. S. Maney &amp Son Ltd.
  • H.Yasuda(Kyoto Uni, S.Kato(Osaka Uni, T.Shinba(Osaka Univ, T.Nagira(Osaka Uni, M.Yoshiya(Osaka Univ, A.Sugiyama, K.Umetani(Spring, K.Uesugi(Spring
    Int. J. Cast Met. Res. 21 125-128 2008年7月  査読有り
    凝固過程における組織形成をその場観察した.核生成やデンドライトの分断が組織形成に重要である.
  • Itsuo Ohnaka, Akira Sugiyama, Takashi Ikeda, Hideyuki Yasuda
    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY 24(1) 139-140 2008年1月  査読有り
    This paper presents some results of direct observation of mold filling in a specially designed die-casting by X-ray diffraction, including comparison with numerical simulation. Based on such work the authors discuss how to prevent gas entrapment and propose new methods.
  • 安田秀幸, 山本洋介, 柳楽知也, 吉矢真人, 杉山明, 大中逸雄, 上杉健太郎, 梅谷啓二
    まてりあ 2007年4月  査読有り
  • 杉山明, 大中逸雄, アイ, イー・ソリューション, 岩根潤(虹技, 安田秀幸
    鋳造工学 78 691-697 2006年12月  査読有り
    数値シミュレーションでは結果の妥当性を検証する必要がある。透過X線による溶湯の充てん過程を直接観察し、計算結果と比較することで、表面張力の重要性が明らかとなった。
  • 杉山明, 小林慶三, 尾崎公洋
    粉体および粉末冶金 45 341-345 1998年4月  査読有り
    Ti、C、Ni素粉末を用いてメカニカルアロイングで合成することによって微細TiCが分散したサーメットの作製を目指す。MA時にTiとCの割合を化学量論組成から明示的にずらし(Ti75C25)、成形時に不足のCを添加することで成形中にTiCが合成され、ナノサイズの微細粒子とすることができた。
  • 尾崎公洋, 小林慶三, 杉山明
    粉体および粉末冶金 44(12) 1126-1130 1997年12月  査読有り
    Al基アモルファス合金を結晶化温度以下で成形し、バルク状のアモルファス合金の作成を試みた。低温で形成するために超硬合金製ダイとパンチを用い、超高圧低温成形を行うことでアモルファス状態を維持したままバルク状の成形体が形成できることが明らかとなった。
  • 小林慶三, 杉山明, 尾崎公洋, Wen Cuie
    粉体および粉末冶金 44 554-559 1997年6月  査読有り
    Ti-Al合金は、高融点の金属間化合物であり。抗耐食性構造材料として期待されている。TiとAlは溶解法では作成困難であるがメカニカルアロイング法によって容易にTi-Al合金を作成できた。
  • 松井則男, 小林慶三, 杉山明, 尾崎公洋
    粉体および粉末冶金 44 560-564 1997年6月  査読有り
    FeとCrの素形材粉末からの合成の可能性について調査した。Crの配合割合を変化させて合成を行い、最適な組成と合成条件、成形条件について明らかにした。
  • 杉山明, 小林慶三, 尾崎公洋, 三輪謙治
    粉体および粉末冶金 44 453-457 1997年5月  査読有り
    ステンレス合金として知られているFe-18Cr-8Ni合金を、メカニカルアロイング法によって合成した。この粉末を固化した試料の組織は微細となり、強度が増加した。また、γ相安定組成であるにもかかわらずα相合金となった。
  • 小林慶三, 尾崎公洋, 杉山明
    粉体および粉末冶金 44 275-279 1997年3月  査読有り
    サーメットを焼結法でつくる場合の燃焼合成反応による合成熱を利用してZrO2とNi合金の接合を試みた。サーメットはNi系であるので、Ni合金との接合性はよかった。また、ZrO2も高い反応熱によって局部的に強固に接合しており、固化成形に成功した。
  • 松井則男, 小林慶三, 杉山明, 尾崎公洋
    粉体および粉末冶金 44(12) 1121-1125 1997年  査読有り
    ステンレス代替合金として注目されているFe-Crは、熱膨張率の小さなインバー合金としても知られている。素粉末からミリング合成したFe-Cr合金を固化成形し、ミリング条件、焼結条件や組成がインバー特性に及ぼす影響を調査した。
  • 杉山明, 大中逸雄
    鉄と鋼 82(10) 829-834 1996年10月  査読有り
    In order to clarify the formation mechanism of V-type segregation, flow phenomena was examined by using two kinds of samples : solid particle-water mixture and aqueous solution of NH_4Cl. The former was used to simulate the slipping phenomena of equiaxed crystals in the mushy zone and the latter to simulate the remelting of mushy zone of ingot. These samples were sucked down through the outlet located at the center of the bottom of a cavity with constant velocities, which is called artificial suction. Most particles or equiaxed crystals and liquid in the upper part of the cavity moved down vertically. The V-type movement or slipping of particles were not observed. In the case of aqueous solution of NH_4Cl, equiaxed crystals moved down vertically during the artificial suction and the V-type movement or slipping were not observed. However, the V-type segregation were formed in the mushy zone. It is concluded that the V-type segregation were not formed by the slipping phenomena but by the remelting.
  • 小林慶三, 尾崎公洋, 杉山明
    粉体および粉末冶金 43(10) 1203-1207 1996年10月  査読有り
    固相反応であるメカニカルアロイング法を用いて、FeAlの合成を試みた。Al-richな状態でミリング合成した粉末に不足分のFeを添加して成形することでFeAl金属化合物を成形できた。
  • 杉山明, 大中逸雄
    鋳造工学 68(8) 662-667 1996年8月  査読有り
      The flow behavior of solid-liquid two phase flow during mold filling effects greatly on the properties of castings such as semi-solid metal products and particle-reinforced metal matrix composites. In this study, the flow behavior of solid-liquid mixture flowing into a rectangular cavity with a core was investigated using a water-polystyrene particle mixture. The shape of the free surface of the mixture in the cavity with a core was more stable than without. Even a small core of 2mm×2mm was effective. The main reason for the phenomena is the change in the flow path of the mixture due to the core. Although gas was entrapped near the core, the amount of the gas was less for the core with the same width as the gate than the cavity without the core. The low-concentration region of solid particles appeared at the V-shaped flow boundary, which existed upward from the bottom of the core. The concentration of particles decreased at the center of the rotation of flow, which existed under, at the side of, and above the core.
  • 杉山明, 大中逸雄
    鉄と鋼 81(1) 46-51 1995年1月  査読有り
    The solid-liquid two phase flow influences on the properties of materials such as the semi-solid metals or the particulate-reinforced metal matrix composites. Therefore the flow phenomena of water-polystyrene mixture with high fraction solid in a suddenly enlarged cavity were examined. The mixture in an airtight vessel was ejected vertically into the cavity by increasing the internal pressure of the vessel. The shape of free surface of the mixture became more stable with increasing fraction solid. The main reason of suppressing the disturbance of the free surface is not the increase of the mean relative viscosity but the increase of fraction solid of the region near the free surface. The concentration of particles decreased at the center of rotary motion in the early stages of filling and at the boundary between the rising particles and the piled-up particles, which existed above filling ingate. It was the inertial force of particles that held the low-concentration region at the center of rotation. The low-concentration region above the ingate is caused by the collision of particles.

MISC

 10

講演・口頭発表等

 1

共同研究・競争的資金等の研究課題

 1

研究テーマ

 3
  • 研究テーマ
    鋳造過程のコンピュータシミュレーション
    キーワード
    湯流れ、凝固、熱伝導、鋳造欠陥予測
    概要
    鋳造時の湯流れ・凝固過程を数値計算し、鋳造欠陥を予測する。
  • 研究テーマ
    透過X線による直接観察
    キーワード
    凝固過程、湯流れ
    概要
    透過X線を利用して、溶融金属の湯流れ、凝固過程を観察し、物理モデルを構築する。
  • 研究テーマ
    鋳造シミュレーションに関する研究
    キーワード
    湯流れ
    概要
    鋳造における湯流れに着目し、水モデル等を用いた物理シミュレーションと数値シミュレーションを駆使しながら、現象をモデル化する。