Mechanical properties evaluation technique on radiation damaged materials using indentation test combined with numerical experiment

数値実験を組み合わせた押込み試験を用いた照射損傷材の機械的特性評価手法

涌井 隆  ; 斎藤 滋   ; 二川 正敏  ; 酒井 知紀*; 森 孝太郎*

Wakui, Takashi; Saito, Shigeru; Futakawa, Masatoshi; Sakai, Tomoki*; Mori, Kotaro*

高放射線環境で使用される構造物の寿命を決定する因子の1つは照射損傷である。材料劣化を把握するために、押込み試験の適用を計画している。本研究では、逆解析も含めた押込み試験と数値引張実験の組み合わせから、機械的特性を評価する手法を提案する。本手法により照射損傷による材料劣化が評価されることを確認するため、本手法をイオン照射された316Lステンレス鋼に適用した。数値モデルはDPA分布に依存した機械的特性を有する多層構造にし、各層の材料定数を同定した。同定した材料定数を用いて数値引張実験を行い、それらの結果とSNSのPIE試験結果を比較した。その結果、提案した手法が照射損傷による材料劣化を評価するのに有効であることが確認された。

One of dominant factors to determine the lifetime of the structural components used under high irradiation environment is radiation damage. The indentation test will be applied to understand the degradation in mechanical properties. In this study, the technique evaluating mechanical properties from the combination of the indentation test with inverse analysis and the numerical tensile experiment is proposed. In order to confirm that this technique can evaluate changes in mechanical properties, it was applied to ion irradiated 316L stainless steels. The numerical model consists of multi layers whose mechanical properties are dependent on the DPA distribution. The material constants of each layer were identified. The numerical tensile experiments were conducted by using identified material constants. These results are compared with the PIE results of SNS. As the results, it was confirmed that this technique is effective to evaluate the mechanical property degradation due to irradiation.