ITERトロイダル磁場コイル用極低温構造材料の機械特性

Mechanical properties of cryogenic structural materials for the ITER toroidal field coils

中嶋 秀夫; 高野 克敏; 堤 史明; 河野 勝己; 濱田 一弥; 井口 将秀

Nakajima, Hideo; Takano, Katsutoshi; Tsutsumi, Fumiaki; Kawano, Katsumi; Hamada, Kazuya; Iguchi, Masahide

原子力機構は、これまで国内メーカーで試作した実機大の鍛鋼品及び熱間圧延板を4Kで試験し、ITERで要求される機械特性を満足することを確認するとともに、これらの材料を用いて、強度と温度との相関に関する研究により導出した炭素と窒素の含有量(C+N)と室温強度を用いた強度推定式の適用性を検証した。本講演では、外国メーカーの316LN鋼の品質確認を目的として、4Kでの機械特性を評価するとともに、超伝導マグネット構造規格の基になった強度推定式が適用できるかどうかを検討した結果を報告する。検討の結果、強度推定式の有効性が確認され、本成果は日本機械学会の超伝導マグネット構造規格・材料規格の策定ベースとして活用された。

This paper provides 4K tensile test results of a 316LN forged plate containing high nitrogen of 0.2%, which is produced by a foreign steel company. Since the forged plate showed uniform 4K strengths the foreign company could provide forgings to coil cases of the ITER Toroidal field coils in future. Quadratic curves to predict temperature dependence of yield and tensile strengths of 316LN, which are expressed as a function of carbon and nitrogen contents and strengths at room temperature, were verified by using 4K data of the forged plate tested in this study. It is concluded that the curves give good prediction and it can be used to specify the minimum strengths of 316LN. The results supports the basis of the material section of "Codes for Fusion Facilities; Rules on Superconducting Magnet Structure (2008)" issued by the Japan Society of Mechanical Engineers (JSME) in October 2008.