Proton irradiation effects on tensile and bend-fatigue properties of welded F82H specimens

F82H溶接材の引張り及び曲げ疲労特性に及ぼす陽子照射効果

斎藤 滋   ; 菊地 賢司*; 濱口 大; 宇佐美 浩二; 石川 明義; 西野 泰治 ; 遠藤 慎也; 川合 將義*; Dai, Y.*

Saito, Shigeru; Kikuchi, Kenji*; Hamaguchi, Dai; Usami, Koji; Ishikawa, Akiyoshi; Nishino, Yasuharu; Endo, Shinya; Kawai, Masayoshi*; Dai, Y.*

核破砕中性子源やADSのビーム入射窓及び構造材料は、高エネルギー陽子及び核破砕中性子の照射により、損傷を受ける。核破砕条件における材料の照射損傷特性を明らかにするために、スイスのPSIを中心として核破砕ターゲット材料照射プログラム(STIP; SINQ Target Irradiation Program)が立ち上がった。本プログラムは1996年に始まり、PSIの加速器で各種材料を580MeVの陽子で照射し、参加国がPIEを分担して行っている。原子力機構も照射試料の一部を輸送し、照射後試験を行った。本発表では照射後試験の結果からF82H鋼溶接材の引張り試験及び曲げ疲労試験の結果を報告する。引張り試験結果より、F82H鋼TIG及びEB溶接材は10dpa以上照射後も延性を保っていた。曲げ疲労試験の結果、F82H鋼母材は照射前後で疲労寿命はほとんど変化しなかった。F82H鋼溶接材は、疲労寿命が増加するものと10の7乗サイクル内で破断しないものがあった。

In several institutes, R&D for an ADS have been progressed. Ferritic / martensitic (F/M) steels are the candidate material for the beam window. To obtain the irradiation data, the PIE work of the SINQ target irradiation program (STIP) specimens was carried out at JAEA. In this study, the results of PIE on F/M steel F82H and its welded joint will be reported. The results of tensile tests indicate that the irradiation hardening occurred with increasing dpa up to 10.1 dpa below 320C irradiation. At higher dose (- 11.8 dpa) and higher temperature (- 380C), irradiation hardening and degradation of ductility relaxed. In this study, all specimens kept its ductility after irradiation and fractured in ductile manner. The fatigue life of F82H base metal is almost the same as that of unirradiated specimens. Though the number of specimen is limited, the fatigue life of F82H EB welded joints seems to increase after irradiation. The fracture surfaces of the specimens showed transgranular morphology. While F82H TIG welded specimens were not fractured by 10 cycles.