Creep and fatigue properties of reduced activation ferritic steels

低放射化フェライト鋼のクリープ及び疲労特性

谷川 博康; 中田 隼矢*; Kim, D.-H.*; 安堂 正己; 芝 清之; 廣瀬 貴規; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*; 香山 晃*

Tanigawa, Hiroyasu; Nakata, Toshiya*; Kim, D.-H.*; Ando, Masami; Shiba, Kiyoyuki; Hirose, Takanori; Komazaki, Shinichi*; Kono, Yutaka*; Koyama, Akira*

放射化フェライト鋼は25年近く欧州,米国、及び日本で開発が進められてきた材料であり、フェライト/マルテンサイト系耐熱鋼(例えばMod 9Cr-1Mo鋼:T91)の組成を元に、添加元素のMoやNbをW, Ta等で置き換えることで誘導放射能の低減を狙い、さらなる特性の改善が行われてきた材料である。日本において開発された低放射化フェライト鋼としては、F82H鋼(Fe-8Cr-2W-V,Ta)が代表的なものであり、世界をリードする立場にある。特にF82Hは、非照射環境下における総合的性能(基本強度特性,部材製作性,溶接性)についての基礎的開発がほぼ完了しており、これまで5トンレベルの大型溶解材が4度溶製され、その溶接材とともに、IEAラウンドロビン試験に供され、現段階において世界で最もデータベースが充実した低放射化フェライト鋼となっている。本報告では、F82Hの母材及び溶接部のクリープ及び疲労特性をまとめ、かつブラケット設計課題について示す。

Reduced activation ferritic/martensitic steels (RAFMs) are recognized as the primary candidate structural materials for fusion blanket systems, as they have been developed based on massive industrial experience of ferritic/martensitic steel replacing Mo and Nb of high chromium heat resistant martensitic steels (such as modified 9Cr-1Mo) with W and Ta, respectively. F82H (Fe-8Cr-2W-V, Ta) is the RAFM which is designed with emphasis on high temperature property and weldablility. Fusion blanket system will be suffer from high temperature/high pressure of its coolant, heat flux of fusion plasma etc., which cause creep and fatigue load on blanket system. On the other hand, the current blanket system design have complicated structure to achieve its function, and require long weld to fabricate its structure. In this paper, unirradiated creep and fatigue properties of base metal and weldments of F82H will be reviewed, and critical issues for design will be discussed.