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芳須 弘*; 門馬 義雄*; 馬場 栄次*; 倉田 有司; 中島 甫; 鈴木 富男
JAERI-M 93-231, 133 Pages, 1993/12
高温ガス炉用に改良したNi基耐熱合金(ハステロイXR-II:ホウ素量約0.005mass%)について700~1000
C、大気中及び高温ガス炉近似ヘリウム中で、延べ試験時間約207,000hに及ぶクリープ破断試験を実施した。得られたクリープ特性について時間・温度パラメータ法等を用いて、高温構造設計用データとしての評価を行い、以前に得られたハステロイXR(ホウ素量0.00028mass%)と比較した。得られた主要な結果は以下のとおりである。(1)クリープ破断強度についてはMan Son-Haferdパラメータを用いて評価し、ハステロイXR-IIの800及び900Cでの10万時間破断強度はハステロイXRの約2倍となる。(2)設計許容応力(So及びSt)についても同様に2倍程度に上昇する。(3)ハステロイXR-IIでは強度だけでなく延性も著しく改良される。(4)クリープひずみ-時間データについてはGarofaloの式による曲線のあてはめを行い、等時応力-ひずみ曲線を表すクリープ構成方程式を作成した。
加治 芳行; 武藤 康
JAERI-M 89-210, 45 Pages, 1989/12
高温ガス炉の高温構造用部材として研究対象となっているNi基耐熱合金ハステロイXR-IIを供試材料として、応力一定のクリープ試験を行い、最小クリープひずみ速度及び3次クリープ開始点、クリープ破断時間等のパラメータと応力との関係を求めた。さらに、これらのパラメータを用い、1次+2次クリープ領域にGarofaloの式、3次クリープ領域にKachanov-Rabotnovの式を適用して、クリープ構成式を作成した。クリープ構成式を用いて算出したクリープ曲線を実験で得られたクリープ曲線と比較した結果、かなり良くクリープ挙動を表し得ることがわかった。さらにクリープ構成式とひずみ硬化則とを用いて、リラクセーション解析を行い、リラクセーション試験結果と比較検討を行った。その結果、解析結果が高めの応力を推定することがわかり、クリープ構成式の精度に関してはさらに検討が必要である。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 倉内 伸好*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*
JAERI-M 89-206, 120 Pages, 1989/12
本報はハステロイXR系合金の溶接部について母材と同等以上のクリープ強度を得ること及び溶接割れ感受性の低域を図ることを目標とした溶加材の開発を目指して行った一連の研究の成果をまとめたものである。重回帰分析結果をもとに合金設計を行った試作材及びハステロイXR-IIの化学組成を基本にして硼素含有量を調整した共材の2系列の溶加材を溶製し、一連の特性評価試験を行った。これらの結果より高温工学試験研究炉の高温部構造材料として起用される予定のハステロイXRの溶接部に要求される諸性能を満足する可能性の極めて高い溶加材の開発に成功するとともに、ハステロイXR-II用溶加材の開発についても適確な見通しを得ることができた。
倉田 有司; 小川 豊; 中島 甫
鉄と鋼, 74(2), p.380 - 387, 1988/02
高温ガス炉1次冷却系ヘリウム中での構造材料のクリープ挙動に及ぼす脱炭性雰囲気の影響を調べるため、不純物組成の異なる4種のヘリウム雰囲気中、950CでハステロイXRおよびXR-IIのクリープ試験を行った。実験を行った4種のヘリウム中、低酸素分圧・低炭素活量のヘリウムで脱炭が観察された。脱炭が起った雰囲気では、急速な加速クリープが現われ、クリープ破断時間は著しく減少した。高温ガス炉1次冷却系ヘリウム中で、ハステロイXRおよびXR-IIの脱炭は、Crのスタビリティ図を用いた腐食領域図を使用することによって予測できることが示された。脱炭による金属材料のクリープ強度低下を防ぐために、高温ガス炉1次冷却材中の不純物をコントロールすることの重要性が指摘された。
新藤 雅美
JAERI-M 86-053, 23 Pages, 1986/03
高温ガス炉用耐熱合金の浸炭挙動を調べるために、強浸炭雰囲気中での浸炭試験を行った。試験に用いた材料はERANS合金の1つであるr4286,Ni-18.5% Cr-21.5% W(F合金)、ハステロイXR及びハステロイXR-IIである。試験は800C,850C,900C,及び950Cの(Ar+10%CH
)雰囲気中で行い、次のような結果が得られた。保護酸化膜が形成されない場合、浸炭速度は放物線則に従う。Crの酸化膜が形成されない様な低酸化ポテンシャル環境では、Al及びTiの添加が、それらの保護膜の形成によって、耐浸炭性を改良する。耐浸炭性を合金間で比較すると、2%Alと2.5%Tiを含んだR4286がAl及びTiからなる保護膜によって、最も優れた特性を示した。また、F合金は中間のハステロイXR及びXR-IIは 最も低い耐浸炭性を示した。
