Evaluation of mechanical properties of weldments for reduced activation ferritic/martensitic steel

低放射化フェライト/マルテンサイト鋼の溶接部の機械特性評価

中田 隼矢; 谷川 博康; 安堂 正己; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*

Nakata, Toshiya; Tanigawa, Hiroyasu; Ando, Masami; Komazaki, Shinichi*; Kono, Yutaka*

国際熱核融合実験炉(ITER)のテストブランケットモジュール(TBM)の製作では、構造材料である低放射化フェライト鋼F82Hを溶接によって接合することから、接合部の強度特性を把握することが重要となる。しかし、接合部のクリープ特性については、これまでほとんど評価がされておらず、早急な評価が求められている。そこで本研究では、溶接接合部の強度特性の評価を目的として、非照射下環境における溶接接合部のクリープ特性評価を行った。溶接法はTIG溶接と電子ビーム溶接を用い、試験片平行部に溶接金属,熱影響部及び母材を含むような溶接継手材と母材部から試験片を採取し、773873K, 150260MPaにて試験を実施した。その結果、破断時間が約1001000時間の範囲においては、高応力域での溶接継手の破断時間は母材と比べて40%程度まで減少したが、低応力域では6070%程度の寿命低下に留まる結果となった。HAZの細粒域にて脆性的な破壊が生じるType IV破壊は本実験の範囲では生じないことを確認した。

Reduced activation ferritic/martensitic steels are the first candidate material for fusion reactor, and will be used as the structural materials of ITER test blanket modules (TBM). TBM will be assembled by welding various parts, it is important to be clearly mechanical properties of weldments to qualify TBM structure. In this paper, unirradiated mechanical properties of weldments, which is consisted of weld metal, heat affected zone (HAZ) and base metal region, obtained from TIG and EB welded F82H IEA-heat were evaluated by charpy impact and creep test. The creep tests were carried out at temperatures of 773-873 K and at stress levels of 150-260 MPa, with the specimens which include weld metal and HAZ region in the gage section. In these conditions, rupture time of weldments yield to about 100-1000 hours. The mechanism of these properties deterioration will be discussed based on the detailed analyses on microstructure changes.