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Ultra-high temperature creep rupture and transient burst strength of ODS steel claddings

ODS鋼被覆管の超高温クリープと急速加熱バースト強度について

矢野 康英; 関尾 佳弘; 丹野 敬嗣; 加藤 章一; 井上 利彦; 岡 弘 ; 大塚 智史; 古川 智弘; 上羽 智之; 皆藤 威二; 鵜飼 重治*

Yano, Yasuhide; Sekio, Yoshihiro; Tanno, Takashi; Kato, Shoichi; Inoue, Toshihiko; Oka, Hiroshi; Otsuka, Satoshi; Furukawa, Tomohiro; Uwaba, Tomoyuki; Kaito, Takeji; Ukai, Shigeharu*

一般的に耐熱マルテンサイト鋼の高温でのクリープ強度はオーステナイト鋼に比較し劣ることが知られているが、超高温である1000$$^{circ}$$Cにおける9Cr-ODS鋼被覆管のクリープ強度は、耐熱用オーステナイトステンレス鋼と比較しても卓越強度を示すことが明らかになった。1000$$^{circ}$$Cでのクリープ強度は、650から850$$^{circ}$$Cのデータを使用し定式化し、予想した破断強度よりも高いものであった。この優れた強度は、9Cr-ODS鋼の母相が$$alpha$$から$$gamma$$相に相変態することに起因すると考えられる。また、9Cr-ODS鋼被覆管の急速加熱バースト強度も、一般的な11Cr-耐熱マルテンサイト鋼であるPNC-FMS被覆管に比較し高い傾向であった。累積損傷和(CDF)を使用し解析することにより、ある程度の精度をもって、過渡時や事故時の9Cr-ODS鋼及びPNC-FMS被覆管の寿命予測が可能となることを示すことができた。

9Cr-ODS steel claddings consisting of tempered martensitic matrix, showed prominent creep rupture strength at 1000 $$^{circ}$$C, which surpassed that of heat-resistant austenitic steels although creep rupture strength of tempered martensitic steels is generally lower than that of austenitic steels at high temperatures. The measured creep rupture strength of 9Cr-ODS steel claddings at 1000 $$^{circ}$$C was higher than that from extrapolated creep rupture trend curves formulated using data at temperatures from 650 to 850 $$^{circ}$$C. This superior strength seemed to be owing to transformation of the matrix from the $$alpha$$-phase to the $$gamma$$-phase. The transient burst strengths for 9Cr-ODS steel were much higher than those for 11Cr-ferritic/martensitic steel (PNC-FMS). Cumulative damage fraction analyses suggested that the life fraction rule can be used for the rupture life prediction of 9Cr-ODS steel and PNC-FMS claddings in the transient and accidental events with a certain accuracy.

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分野:Materials Science, Multidisciplinary

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