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改良9Cr-1Mo鋼の超高温強度特性

Ultra-High temperature strength properties on Mod.9Cr-1Mo steel

加藤 章一; 吉田 英一; 青砥 紀身

not registered; Yoshida, Eiichi; Aoto, Kazumi

FBR蒸気発生器の伝熱管破損に起因する隣接伝熱管への破損メカニズムのひとつとして、ナトリウム-水反応により急速に伝熱管壁が加熱され破断に至るいわゆる高温ラプチャ現象が考えられる。本研究では、改良9Cr-1Mo鋼に関する高温ラプチャ評価の基礎データとして反映するため、超高温領域における引張及びクリープ試験を実施した。引張試験におけるひずみ速度は10%/min$$sim$$10%/sec、クリープ破断時間は最長277secである。また、試験温度は700$$^{circ}C$$$$sim$$1300$$^{circ}C$$である。本試験において得られた結果を要約すると、以下のとおりである。(1)改良9Cr-1Mo鋼について、ひずみ速度と引張強度との関係及び数分以内の極端時間のクリープ破断強度に関する評価データを取得した。(2)上記取得データに基づき、Mod.9Cr-1Mo鋼伝熱管の構造健全性評価に必要なクリープ破断式を提案した。(3)改良9Cr-1Mo鋼の超高温域における引張強度及びクリープ強度は、「もんじゅ」伝熱管材料の2・1/4Cr-1Mo鋼よりも高い値を示し、優れた強度特性を有していることがわかった。

A sodium-water reaction drove from the single tube break in steam generator of FBR might overheat labor tubes rapidly under internal pressure loadings. lf the temperature of tube wall becomes too high, it has to be evaluated that the stress of tube does not exceed the material strength limit to prevent the propagation of tube rupture. This study clarified the tensile and creep properties of Mod.9Cr-1Mo steel at ultra-high temperature which will be used in evaluation of the tube burst by sodium-water reaction. The strain rates for tensile test are from 10%/min to 10%/sec, and creep-rupture time is maximum 277sec. The range of test temperature is 700$$^{circ}$$C to 1300$$^{circ}$$C. The main results obtained were as follows; (1)The evaluation data on the relationship between tensile strength and strain rate and creep-rupture strength in shorter time on Mod.9Cr-1Mo steel were acquired. (2)Short-term mechanical properties of Mod.9Cr-1Mo steel were evaluated based on the results of tensile and creep-rupture tests up to 1300$$^{circ}$$C. As a result of the evaluation, recommended equation of creep-rupture strength in the short-term was proposed. (3)Tensile and creep-rupture strength of Mod.9Cr-1Mo steel tube showed the value which was higher than the 2 1/4Cr-1Mo steel, and it was proven to have the superior properties.

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