異材溶接継手の界面破断メカニズム要因分析

Factor analysis of interface failure mechanism for dissimilar weld joints

山下 拓哉  ; 高屋 茂  ; 永江 勇二 ; 伊達 新吾*; 友部 真人*

Yamashita, Takuya; Takaya, Shigeru; Nagae, Yuji; Date, Shingo*; Tomobe, Masato*

フェライト鋼/オーステナイト鋼異材溶接継手を高速炉プラントへ適用することが検討されている。フェライト鋼/オーステナイト鋼間はインコネルを用いて溶接する。実機プラント使用温度条件である550Cでは、フェライト鋼とインコネルの界面で破断が生じる研究結果が報告されている。これらの研究結果の報告はTIG溶接またはTIGバタリング溶接を用いて製作された溶接継手を用いている。異材溶接継手の界面破断メカニズムについては多数の研究が行われているが、解明に至っていない。主要な要因としては、異材界面に平行なType I炭化物が析出・成長し、粗大な(1m)Type I炭化物近傍にキャビティが発生することが挙げられている。また、その他にも要因として、異材界面に生じるせん断応力、界面に沿った酸化物による影響、クリープ変形量の違い、および異材間の線熱膨張差による界面での応力集中というもの等が挙げられている。本研究では、改良9Cr-1Mo鋼/インコネルバタリング部を用いて試験片を製作し、温度550Cのクリープ試験を実施し、界面破断要因として挙がられている、界面近傍のType I炭化物の形成および界面に沿って形成した酸化物による影響について検討を行なった。その結果、以下のことが明らかになった。(1)Type I炭化物の成長・析出によりキャビティが発生・連結することは、界面破断メカニズムの主要因ではない。(2)酸化被膜の形成が界面破断を促進する可能性がある。

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