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金山 英幸; 旭吉 雅健*; 伊藤 隆基*; 小川 文男*; 若井 隆純
材料, 66(2), p.86 - 92, 2017/02
本研究では、改良9Cr-1Mo鋼を供試材として、直径6mmの中実丸棒型試験片、直径2mmの小型中実丸棒型試験片および試験片厚さ0.76mm薄板型試験片の寸法が異なる3種類の試験片を用いて、大気中、純度99.99%のArガス雰囲気中および真空中の3種類の異なる雰囲気でクリープ試験を行った。873K、160MPaでの改良9Cr-1Mo鋼のクリープ破断時間は同じ試験雰囲気では試験片寸法の違いに拘わらず同程度の値を取った。同じ試験片寸法のクリープ破断寿命は、大気中と真空中では同程度となり、Arガス中では大気中の半分以下となった。大気中試験およびArガス中試験では試験片表面にCr酸化物を形成したが、真空中試験ではCr酸化物が形成されなかった。クリープ破断寿命を決定するのはCr酸化物サイズのみが支配要因ではないことが示唆された。Arガス中で行ったミニチュア試験片の試験片表面近傍にはCr酸化物が表面から割れて、粒界に沿って母材内部へ進展したき裂が観察され、クリープ破断寿命の低下に寄与した可能性がある。き裂進展による減肉量からArガス中での試験片寸法が及ぼすクリープ破断時間への影響を算出する式を提案した。
實川 資朗; 内藤 明; 瀬川 潤*
Journal of Nuclear Materials, 271-272, p.87 - 91, 1999/00
被引用回数：6 パーセンタイル：45.48(Materials Science, Multidisciplinary)核融合炉材料開発のための中性子照射には核分裂炉が用いられることが多いが、必要な損傷速度が極めて高いため使用できる炉や照射体積は限られる。このため試験片の微小化は重要な照射試験技術である。破壊特性に対する試験片寸法や形状の影響は比較的大きい。試験片形状の最適化と微小化のために、J
値やJ-R曲線に対するこれらの影響を評価した。試験片には大きさと形状を変えた7075-T6アルミニウム合金の3点曲げ試験片を用いた。試験片の幅と厚さは1.25~20mmの範囲で、a/W値は0.125~0.6の範囲で変化させた。JやCODには試験片寸法や形状の効果は強く現れなかったが、J-R曲線やJ値の範囲はリガメント長さに強く依存した。これは測定できるJ値の範囲はリガメント長さに依存することを示す。
鬼沢 邦雄; 飛田 徹; 鈴木 雅秀
Proc. of 2nd Int. Workshop on the Integrity of Nuclear Components, p.273 - 289, 1998/00
原子炉圧力容器の監視試験に適用できる破壊靱性評価法についての研究を進めている。国産圧力容器用ASTM A533B-1鋼について、予き裂付きシャルピー型破壊靱性(PCCv)試験片の適用性を検討した。破壊靱性値に及ぼす試験片寸法効果を補正するため、最弱リンク理論に基づく補正式をPCCvデータに適用した。破壊靱性のばらつきに関して、ワイヤブル統計処理に基づく評価を行った。ワイヤブル形状母数の比較から、照射により破壊靱性のばらつきがやや小さくなる傾向が示された。また、ASTMで提案されているマスターカーブ法及び日本電気協会規定の手法を適用し、照射後破壊靱性の評価法を検討した。保守的評価のためには、照射前のデータベースを拡充することが重要であることを示した。
鬼沢 邦雄; 飛田 徹; 鈴木 雅秀
JAERI-Research 97-081, 36 Pages, 1997/11
JAERI-Research-97-081.pdf:1.44MB
原子炉圧力容器用鋼材の延性脆性遷移温度域におけるへき開破壊開始時の破壊靱性値を精度良く求めるため、4種類の国産圧力容器用ASTM A533B-1鋼を使用して、予き裂付シャルピー型破壊靱性(PPCv)試験片の適用性を検討した。PCCv試験片と標準型1T-CT試験片から得られる破壊靱性値の間に認められた試験片寸法効果を補正するため、最弱リンク理論に基づく補正式をPCCvデータに適用した。しかしながら、鋼材により寸法効果は十分に補正しきれない場合があることがわかった。また、ASTMで提案されているマスターカーブ法を適用し、PCCv試験片の試験結果から破壊靱性遷移曲線の照射によるシフトを求めると、シャルピー41Jレベルの遷移温度シフトより大きいことが示された。さらに、試験片の破面観察により、へき開破壊前の延性き裂成長及び破面上のへき開破壊の起点について特徴付けを行った。
石山 新太郎; 奥 達雄*; 衛藤 基邦
Journal of Nuclear Science and Technology, 28(5), p.472 - 483, 1991/05
HTTR用黒鉛構造物は地震や原子炉の運転・停止に伴って発生する熱応力や照射誘起応力の繰返しを受ける。そのため原子炉の設計と安全性の評価に際しては原子炉用黒鉛材料の疲労強度特性や材料中に含まれる欠陥の先端部からき裂が進展し、破壊に至る可能性を検討・評価するための破壊力学特性に関する研究が必要である。本論文は、高温ガス炉用黒鉛、特に高温工学試験研究炉に使用される予定の黒鉛材料について、疲労破壊およびき裂進展に基づく破壊の可能性を検討・評価するのに必要な基礎的知見を初めて明らかにしたものである。
田村 学*; 小川 豊; 倉田 有司; 近藤 達男
JAERI-M 82-036, 18 Pages, 1982/04
材料のクリープ特性を腐食性の環境下で評価する際にその環境との反応によって形成される変質部も構造材料の強度の一部をになうと仮定して、クリープ強さに及ぼす環境の影響を半定量的に検討した。計算式の導入において複合則と綜型損傷則を仮定した。基本的な状況設定として変質部と健全部に並列に負荷するモデルと、直列に負荷するモデルに対して評価式を求めた。インコロイ800合金が空気中の窒素を吸収して強くなる現象を並列負荷モデルの式によって説明した。直列負荷モデルは、環境効果を評価する試験で問題になる寸法効果を説明したり、異材溶接継手の強度評価に適する。一つの応用として、HTGRにヘリウム中で酸化によってひきおこされる脱フロム帯による強度低下を計算によって求め実験結果と比較した。
小川 豊
日本金属学会会報, 17(4), p.335 - 340, 1978/04
高温ガス炉近似ヘリウム中における材料の特性に関して、腐食とクリ-プを主体に研究の現状を紹介し、ヘリウム中クリープ試験法確立のために若干の提言をした。腐食については、市販合金の中ではハステロイ-Xが優れていること及びハステロイ-Xの耐食性を改善するためには、Al,Tiの低減化、Mnの増量及びSiの適当添加が有効であることを述べた。クリープに関しては、ヘリウム中でクリープ特性の劣化が著しいインコネル-617合金を例を上げ、ハステロイ-Xについては試験片の寸法効果およびクリープ後の金属組織を述べた。クリープ試験法の確立については、高温部の構成材料にヘリウム中で不活性なモリブデン、石英を使用し、伸びの計測にはヘリウムの汚染や鈍化を防ぐためにモアレ干渉縞を使用した原研独自の試験機を紹介し、またヘリウムの環境効果を検討するにはサブサイズのものを標準の試験片とすることを提案した。
藤村 理人; 宮園 昭八郎
JAERI-M 5879, 31 Pages, 1974/10
原子力プラントの大型化が今後さらに進むことが予想されるが、プラントを構成している圧力容器、配管ならびにその他の構造機器もこれに伴なって大型化し、設計および安全上重要な問題が生じている。従来構造物の設計および安全性の評価に当っては、小型試験片を用いて各種の試験を行い、これらの試験結果にもとずいて両者を関連づける作業がすすめられている。しかし、構造物の使用条件下における挙動を小型試験片による試験結果から推定する場合、両者の間に負荷条件、応力状態、寸法効果ならびに環境効果等の差があるために精度の高い関連づけはまだなされていない。本報告は当研究室ならびに国内外で現在までに実施した構造物試験と小型試検片試験の結果をもとにして、両者の関連性について検討し、さらに今後これらの問題を解明していくための研究課題を提起したものである。
金山 英幸; 旭吉 雅健*; 小川 文男*; 伊藤 隆基*; 若井 隆純
no journal, ,
実データのない長時間領域の材料強度を、実機から採取可能な程度の微小試験片を用いた試験と線形損傷則を組み合わせて予測する方法を検討した。供試材は改良9Cr-1Mo鋼、試験温度は873Kである。寸法効果の確認のため、3種類の試験片を用いてクリープ破断試験を行った。クリープ破断時間は試験片寸法の違いに拘わらず同程度の値を取った。環境効果を確認するため、大気中、Arガス中、真空中でクリープ破断試験を行った。クリープ破断時間は、Arガス中が他の二つに比べて半分以下となった。この原因はArガス中の微量な酸素が供給され続け、総酸素暴露量が大きくなったためと考えられる。予損傷材から微小試験片を切出す機械加工がクリープ破断時間に及ぼす影響について確認するため、予損傷条件と同条件160MPaでクリープ破断試験を行った。結果はバラツキ範囲1.3に描写され、機械加工がクリープ破断時間に及ぼす影響は大きくないことが分かった。160MPaで3種類の負荷時間を与えた予損傷試験片を200MPaで応力加速させた破断試験を行った結果を、Robinson則を用いて整理した場合、試験結果のバラツキ範囲は1.3に描写された。この結果は本余寿命評価法の適用可能性を示している。
