高速炉使用温度における改良9Cr-1Mo鋼のスモールパンチクリープ特性と単軸クリープ特性の換算方法の提案

A Proposal of a conversion method between small punch creep properties and uniaxial ones of Mod.9Cr-1Mo steel at the operating temperature of fast reactors

山下 勇人 ; 鬼澤 高志  ; 高屋 茂  ; 江沼 康弘  ; 若井 隆純 ; 加藤 章一 ; 鈴木 章裕*

Yamashita, Hayato; Onizawa, Takashi; Takaya, Shigeru; Enuma, Yasuhiro; Wakai, Takashi; Kato, Shoichi; Suzuki, Akihiro*

本研究では、次世代高速炉プラントの運転温度における改良9Cr-1Mo鋼のスモールパンチクリープ(SPC)試験の力学パラメータを単軸クリープ試験の力学パラメータに変換する方法を提案した。SPC試験の力学パラメータは荷重、単軸クリープ試験の力学パラメータは応力であるため、SPC試験結果をそのまま単軸クリープ試験結果と比較することはできない。従来、SPC試験荷重を応力へ変換するために、荷重/応力換算係数(F/)が用いられてきた。F/は、次世代高速炉プラントの運転温度である550Cよりも高温での適用性が確認されているが、550Cでの適用性は未確認であった。そこで、本研究では、550CでのF/を求める適切な方法を検討した。有限要素法(FEA)や破断延性に基づいて計算されたF/は、SPCの結果を変換するには小さすぎた。一方、アレニウス型の式に基づくF/では換算可能であることが明らかになった。

This study proposes an appropriate method to convert the load parameter in small punch creep (SPC) tests to that in uniaxial creep tests for Mod.9Cr-1Mo steel at operating temperature of future fast reactors. It is impossible to simply compare the results of SPC tests to those of uniaxial creep tests, because the load parameters in those creep tests are load and stress, respectively. Conventionally, load/stress conversion coefficient (F/) has been employed to compare the results of SPC and uniaxial creep tests. Though the applicability of F/ has been demonstrated in the temperature region considerably higher than 550C that is the operating temperature of future fast reactors, the applicability has not been demonstrated at 550C. Therefore, this paper studies an appropriate method to obtain F/. F/ calculated from finite element analysis (FEA) and that based on fracture ductility was too small to convert SPC results. In contrast, it was clarified that conversion was possible using F/ based on Arrhenius-type equation.