Effect of carbon segregation at prior austenite grain boundary on hydrogen-related crack propagation behavior in 3Mn-0.2C martensitic steels

岡田 和歩*; 柴田 曉伸*; 木村 勇次*; 山口 正剛; 海老原 健一; 辻 伸泰*

Acta Materialia, 280, p.120288_1 - 120288_14, 2024/11

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2024.120288

The present study aimed at strengthening prior austenite grain boundary (PAGB) cohesive energy using carbon segregation and investigated the effect of carbon segregation at PAGB on the microscopic crack propagation behavior of hydrogen-related intergranular fractures in high-strength martensitic steels. At the low hydrogen content (below 0.2 wt. ppm), the fracture initiation toughness () and tearing modulus (), corresponding to crack growth resistance, were significantly improved by carbon segregation. In contrast, and did not change by carbon segregation at the high hydrogen content (above 0.5 wt. ppm). Considering the non-linear relationship between the toughness properties and the PAGB cohesive energy, the experimentally evaluated toughness properties ( and ) and the GB cohesive energy previously calculated by first-principles calculations were semi-quantitatively consistent even at the high hydrogen content. The microstructure observation confirmed that the plastic deformation associated with crack propagation, such as the local ductile fracture of uncracked ligaments and the formation of dislocation cell structures/nano-voids, played an important role in the non-linear relationship between the toughness properties and PAGB cohesive energy.

Conceptual study of a plutonium burner high temperature gas-cooled reactor with high nuclear proliferation resistance

後藤 実; 出町 和之*; 植田 祥平; 中野 正明*; 本田 真樹*; 橘 幸男; 稲葉 良知; 相原 純; 深谷 裕司; 辻 延昌*; et al.

Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.507 - 513, 2015/09

高い核拡散抵抗性を有するプルトニウム燃焼高温ガス炉(クリーンバーン炉)の概念が日本原子力研究開発機構から提案されている。高い核拡散抵抗性に加え、更なる安全性向上を目的とし、ZrC被覆を施したPuO-YSZ TRISO燃料を導入したクリーンバーン炉の概念検討を行う。本研究では、ZrC被覆を施したPuO-YSZ TRISO燃料の製造に関する基盤技術を確立するために製造試験を行う。また、クリーンバーン炉の成立性を確認するためにセキュリティの定量評価、燃料と炉心の設計、及び原子炉の安全評価を行う。本研究は、東京大学,日本原子力研究開発機構,富士電機、及び原子燃料工業により、2014年度から2017年度まで行われる。本発表では、全体計画、及び2014年度に得られた成果について報告する。

Data-Free-Way; Attempt at developing distributed database for nuclear materials

衣川 純一*; 藤田 充苗*; 野田 哲治*; 辻 宏和; 加治 芳行; 崎野 孝夫*; 舘 義昭*; 金田 健一郎*; 益子 真一*; 志村 和樹*; et al.

Proceedings of 9th German-Japanese Workshop on Chemical Information, p.134 - 135, 2000/00

金材技研、原研、サイクル機構及び科学技術振興事業団の4機関が共同して各々の得意分野の材料データを提供し、高速電送回線を介してインターネット上で相互利用が可能な分散型材料データベースシステム(データフリーウェイシステム)の開発を進めてきた。今後、データフリーウェイに基づいた定量的知見の抽出とその抽出した定量的知見の機械可読形式での保存(知識ベースの創製)、オントロジーやXMLの導入によるシステムの高度化を計画している。

陰イオン交換分離-モリブデン青吸光光度法によるジルコニウム・ニオブ合金中の硅素の定量

堤 健一*; 鈴木 猛*; 辻 信雄*

PNC TN841 73-23, 9 Pages, 1973/07

PNC-TN841-73-23.pdf:0.29MB

主として2.5%Nb-Zr合金上の10100ppmのけい素の吸光光度定量法を検討して確立した。合金試料をフッ化水素酸と硝酸で溶解する。ニオブは発色特に加水分解して妨害するので,その分解法として陰イオン交換法をトレーサ手法も取り入れて検討し,満足できる方法をみい出した。ニオブを吸着分離した流出液にモリブデン酸アンモニウム溶液を加えてけいモリブデン酸錯塩を生成させ,波長820mmでの吸光度を測定してけい素を定量する。

ジルコニウム合金の分析(1) 2.5%Nb-Zr合金の標準試料の製作と迅速機器分析の検討

堤 健一*; 大内 義房; 鈴木 猛*; 岡本 正文*; 辻 信雄*; 和地 勇*; 池田 久*

PNC TN841 73-16, 27 Pages, 1973/05

PNC-TN841-73-16.pdf:0.78MB

新型転換炉の被覆管,圧力管,カランドリヤ管などに用いられる炉材料として重要な2.5%Nb-Zr合金の機器による迅速分析法を確立するために,迅速機器分析に必要な標準試料を製作して分析法の検討を行った。得られた要点は次のとおりである。(1)製作計画に基づいて,Al,Cr,Cu,Fe,Ni,Mn,Hf,Sn,Tiの9元素の濃度に変化をもたせた機器分析用の2.5%Nb-Zr合金の標準試料を調製した。(2)3社分析技術研究会の共同分析によって分析法を検討し,標準試料の表示値を決定した。(3)表示値が決定された標準試料を用いて,発光分光分析および螢光X線分析の迅速機器分析を検討し,満足すべき結果を得た。

水素含有物質の断面積測定

原田 正英; 辻本 隆文*; 安部 豊*; 木村 敦; 及川 健一; 土川 雄介; 河村 聖子; 稲村 泰弘; 山口 雄司

no journal, , 

大型中性子源や小型中性子源で使用されている減速材は、水素の高い減速特性から、水素含有物質を用いることが多い。冷熱中性子性能を決める全断面積や散乱断面積を含む散乱特性は、減速材選択の重要なデータである。しかしながら、これまで広く一般に使われてきたデータには、測定時期が古いものがあることや、測定方法もまちまちであることから、不確定性が存在する。そこで我々は、次世代中性子源開発に向け、2018年度より、J-PARCセンターの物質生命科学実験施設の中性子実験装置にて、系統的な水素含有物質の断面積測定を開始した。測定では、全断面積の測定はNOBORUで、散乱断面積の測定はAMATERASでそれぞれ行った。試料はアルミニウム製セルに封入し、試料の温度は、20、100、200、300K及び融点付近の温度点とした。全断面積の測定は、飛行時間法を用い、試料毎にエネルギー依存の中性子透過率を測定し、全断面積に変換した。散乱断面積は、チョッパーで複数のエネルギーにチョッピングし、散乱強度を測定することで、散乱断面積に変換した。今回の発表では、水素含有物質として、軽水、重水、軽水・重水混合体の測定とその結果について、報告する。