Deformation behavior around grain boundaries for SCC propagation in hardened low-carbon austenitic stainless steel by micro hardness test

ミクロ硬さ試験による低炭素オーステナイトステンレス鋼硬化部のSCC進展粒界近傍の変形挙動

長島 伸夫*; 早川 正夫*; 塚田 隆 ; 加治 芳行  ; 三輪 幸夫; 安藤 昌美*; 仲田 清智*

Nagashima, Nobuo*; Hayakawa, Masao*; Tsukada, Takashi; Kaji, Yoshiyuki; Miwa, Yukio; Ando, Masami*; Nakata, Kiyotomo*

日本の沸騰水型軽水炉プラントにおいて低炭素ステンレス鋼製の炉心シュラウドや再循環系配管において応力腐食割れが見つかっている。ここでは、粒界型応力腐食割れが溶接金属周辺の硬化した熱影響部を伝播していた。硬化した熱影響部を模擬するために室温で10%及び30%冷間加工した低炭素オーステナイトステンレス鋼316Lの強化挙動及び局所的な塑性変形をミクロ硬さ試験装置により測定するとともに、原子間力顕微鏡を用いて観察した。き裂先端の塑性域を模擬するために、降伏点(0.2%塑性ひずみ)までの引張変形を付与した。本研究の結果、316Lの粒界型応力腐食割れ進展メカニズムの1つは、粒界強化挙動と粒界近傍の局所的な塑性変形と関係していることがわかった。

Stress corrosion cracking (SCC) was found in shroud and PLR piping made of low-carbon austenitic stainless steels in Japanese BWR plants. The intergranular type (IG) SCC propagated in hardened heat affected zones (HAZ) around welds. Strength behavior and local plastic deformation for a low-carbon austenitic stainless steel 316L, cold-rolled at the reductions in area of 10, 30% at room temperature to simulate the hardened HAZ, were measured by a micro-hardness test machine and observed by atomic force microscopy (AFM), respectively. The tensile deformation at yield point (0.2% plastic strain) had given to the work-hardened 316L to simulate the plastic zone at the crack tip. It is suggested that one of the IGSCC propagation mechanisms for 316L was related with the intergranular strength behavior and local plastic deformation around grain boundaries.