Study on high-strain-rate tensile fatigue properties of irradiation hardening simulated austenitic stainless steel

照射硬化を模擬したオーステナイト系ステンレス鋼の高ひずみ速度における引張り疲労特性に関する研究

Zhihong, X.*; 直江 崇   ; 二川 正敏  ; 前川 克廣*

Zhihong, X.*; Naoe, Takashi; Futakawa, Masatoshi; Maekawa, Katsuhiro*

核破砕中性子源水銀ターゲット容器は、10 s程度の高ひずみ速度で10回以上の超高サイクルの繰返し応力負荷を受ける。超高サイクル領域では、表面からの亀裂だけでなく、内部の介在物を起点とした亀裂の進展により10で評価される疲労限度以下の応力で破断する場合がある。本研究では、水銀ターゲット容器が受けるひずみ速度を考慮した超高サイクルの疲労強度を調べるために、容器構造材であるSUS316Lとその照射硬化模擬材である冷間加工材の超音波疲労試験を実施した。その結果、通常の疲労試験(10s)と比較して、ひずみ速度効果により疲労強度が2割程度上昇すること、10回以上でも著しい疲労強度の低下が生じない傾向がみられることを明らかにした。

Very high cycle fatigue degradation of type 316L austenitic stainless steel, which is used as the structural material of neutron spallation sources under intensive neutron irradiation environment, is investigated by using an ultrasonic fatigue testing machine. The strain rate imposed on the structure of neutron spallation source is almost equivalent to that produced in the testing machine. The temperature on the surface was controlled by the air-cooling. The effect of strain rate on the fatigue strength is recognized to increase the fatigue limit.