Cyclically induced softening in reduced activation ferritic/martensitic steel before and after neutron irradiation

フェライト/マルテンサイト系炉心材料の低サイクル疲労挙動に及ぼす中性子照射効果

Kim, S.-W.; 谷川 博康; 廣瀬 貴規; 香山 晃*

Kim, S.-W.; Tanigawa, Hiroyasu; Hirose, Takanori; Koyama, Akira*

低放射化鉄鋼材及び中性子照射材における径ひずみ制御低サイクル疲労試験に関する結果が報告される。その結果、繰返し軟化挙動が主として作用していることがわかった。friction stress及びback stressを決定するためにヒステリシスループにおける詳細な解析を行った。Friction stressは、転位の移動に対する摩擦力を意味し、結晶粒内の固溶元素及び欠陥などが障害物として作用する。一方、back stressは、転位のpile-up等によって生ずる抵抗力を意味し、転位セルや結晶粒などの大きさと負荷される応力によって大きく変化する。F82H IEA heatの繰返し軟化挙動はこのfriction stressの低下に大きく起因する。さらに、中性子照射材のfriction stress及びback stress挙動は非照射材と比べ、著しく変化していることがわかった。

Low cycle fatigue (LCF) results at ambient temperature under diametral strain controlled conditions of the reduced activation ferritic/martensitic steel, F82H IEA heat before and after neutron irradiated samples are reported. The results show that cyclic softening behavior is the main mechanical feature observed in this material. A detailed analysis for the hysteresis loops was carried out to determine the friction and back stresses. The friction stress is equivalent to the resistance which the dislocations have to overcome to keep moving in the lattice. The back stress depends on the density of long-range impenetrable obstacles that are created by the dislocations movement such as pile-ups. The cyclic softening of F82H IEA heat is related with the decrease of the friction stress. Moreover, the friction and back stress behavior of neutron irradiated samples show significantly different behavior than those of unirradiated samples.