高クロムモリブデン鋼の基本材料特性試験(1) 極厚鍛鋼品(250280mmt)の高温引張特性

Mechanical properties on high Cr-Mo steels at blevated temperature.; Tensile properties of high Cr-Mo steel forgings (250280mmt).

青木 昌典*

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次期大型炉の蒸気発生器管板用材料として有望視されている高クロムモリブデン鋼極厚鍛鋼品を試作し、その強度特性とこれにおよぼす試料採取位置および熱時効の影響を確認するために、受入材と時効材の室温および高温引張試験を実施した。供試材はMod.9Cr-1Mo鋼(F4,F8ヒート),9Cr-2Mo鋼(H6ヒート)および9Cr-1Mo-Nb-V鋼(G3ヒート)の3種類4ヒートである。熱時効条件は500,550で最長3000時間とした。得られた結果は以下の通りである。(1) 受け入れ材の引張特性を比較すると、Mod.9Cr-1Mo鋼と9Cr-1Mo-Nb-V鋼はほぼ同等の強度を示した。Mod.9Cr-1Mo鋼の引張強度にはヒート間の差異がみられた。(2) いずれの鋼種も厚さ方向(Z方向)の引張強度は、主鍛造方向(L方向)および主鍛造方向と直角方向(C方向)のそれと比較すると低くなる傾向が認められたが、その程度は、小さなものであった。これ以外では、試料採取位置による引張特性への有意な差異は認められなかった。(3) 熱時効材のMod.9Cr-1Mo鋼(F4)および9Cr-1Mo-Nb-V鋼(G3)の引張強度は多少バラツキはあるものの受け入れ材の強度とほぼ同等であった。9Cr-2Mo鋼の引張強度は熱時効の影響によって受け入れ材よりも若干低い値となった。(4) 鍛鋼品の引張強度は、鋼板および伝熱管のそれと比較すると全般的に低めの値であるが、材料強度基準(暫定値)の設計降伏点Syおよび設計引張強さSuを満足していた。ただし、Mod.9Cr-1Mo鋼F8ヒートの400以下および9Cr-2Mo鋼の熱時効材の一部に暫定値を若干下回るものが見られた。これらの成果は、Mod.9Cr-1Mo鍛鋼品の改良に反映した。

This study was performed to examine the tensile properties of 9Cr-Mo steel forgings, which are promising as the candidate materials for steam generator of large scale fast breeder reactor the influence of thermal aging and sampling location/direction. These results are to be reflected on fundation of materials strength standard. Test materials are three kinds of 9Cr-Mo steel forgings (thichiness:250280mmt) such as Mod.9Cr-1Mo (F4,F8 heats), 9Cr-1Mo-Nb-V(G3 hrats), 9Cr-2Mo (H6 heats) steels. The heat treatment on the thermal aging were carried out at 500, 550C for 3000hours. Results obtained are summarized as follows. (1)Tensile properties were much about the same between Mod.9Cr-1Mo and 9Cr-1Mo-Nb-V Steel forgings. (2)Tensile strength of four materials at direction Z was slightly lower than that of direction L or C and there are no significant diffrence on the sampling location/direction. (3)Tensile strength of Mod.9Cr-1Mo steel and 9Cr-1Mo-Nb-V steel forgings after thermal aging for 3000hours was same as that of as-received ones. However, the strength of 9Cr-2Mo steel forging at high temperature dicreased because of aging effect. (4)The 0.2 percent yield stress and tensile strength of forged steels satisfied the PNC preliminary design standard values of Sy and Su, but inferior to plating and tubing steels. However, tensile strengh of Mod.9Cr-1Mo steel forging (F8 heat) at the lower temperature than 400C and 9Cr-2Mo steel forging after thermal aging were lower than that of preliminary values. These results were reflected to advance the specification of Mod.9Cr-1Mo steel thick forgings.