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谷川 博康; 廣瀬 貴規; 芝 清之; 笠田 竜太*; 若井 栄一; 芹澤 久*; 川人 洋介*; 實川 資朗; 木村 晃彦*; 幸野 豊*; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(10-12), p.1471 - 1476, 2008/12
被引用回数：78 パーセンタイル：97.72(Nuclear Science & Technology)低放射化フェライト鋼は、核融合ブランケットシステムに用いられる構造材料の第一候補材として知られている。日本で開発が進められている低放射化フェライト鋼F82Hは、高温強度と溶接性を重視して成分調整が計られた鋼である。そのデータベースは、存在する低放射化フェライト鋼のうちで最も充実している。本論文は、F82Hの開発状況をレビューし、近年の日本における研究開発から示されたITER-TBM製作に向けた技術的課題を整理し示すことを目的とする。
森 裕章*; 勝山 仁哉; 望月 正人*; 西本 和俊*
保全学, 7(1), p.36 - 41, 2008/04
低炭素ステンレス鋼SUS316L製の炉心シュラウドや再循環系配管において応力腐食割れ(SCC)に起因したき裂の発生が問題となっており、その発生機構の解明が急務となっている。本研究では同鋼の溶接部及び機械加工層におけるSCCに及ぼす残留応力と硬化の影響の解明を目的とし、熱弾塑性解析による残留応力と硬化の力学的解析、並びに材料のミクロ変形挙動に注目した粒界すべり解析の材料学的解析の両面から統合的検討を実施した。実際の施工条件に基づき製作した試験体の硬さ分布を評価し、これらの結果をもとに熱弾塑性解析により表面強加工層での残留応力分布について検討を行った。その結果に基づき、表層から発生した粒内SCCに続いて発生する粒界SCC(IGSCC)に対して表面強加工層が影響を及ぼす点に注目し、金属組織学的観点から粒界すべり挙動に及ぼす加工硬化の影響について検討するとともに、IGSCCに及ぼす粒界すべりの影響について粒界エネルギーの観点から考察を試みた。
森 裕章*; 勝山 仁哉; 望月 正人*; 西本 和俊*; 豊田 政男*
材料と環境, 56(12), p.568 - 575, 2007/12
低炭素ステンレス鋼SUS316L溶接部の機械加工層における粒界応力腐食割れ発生挙動に及ぼす残留応力と硬化の影響の解明を目的として、実機構造物の代表的な例として配管突合せ継手を対象に、熱弾塑性力学シミュレーションによる残留応力と硬化度の評価、並びに材料のミクロ変形挙動に注目した粒界すべり解析の両面から、同割れ発生機構に関する統合的検討を試みた。塑性歪と硬さの関係を明らかにするとともに、表面強加工を模擬できる弾塑性解析手法を開発し、前述の関係から実際の切削加工による硬さ及び残留応力分布を再現した。一方、同鋼の加工硬化材に対して561Kにて定ひずみ速度引張試験を行った結果、粒界すべりが生じるとともに、加工硬化によって同すべりが助長されることがわかった。また、粒界すべりの発生により粒界エネルギーが増大することが判明した。これらの結果から、低炭素ステンレス鋼SUS316Lの表層強加工された溶接部における粒界応力腐食割れは、多層溶接時の残留応力と加工硬化により粒界すべりが助長され、これに伴い粒界エネルギーが増大することに起因するものと推察された。
森 裕章*; 勝山 仁哉; 望月 正人*; 西本 和俊*; 豊田 政男*
Corrosion Engineering, 56(12), p.757 - 770, 2007/09
低炭素ステンレス鋼SUS316L溶接部の機械加工層における粒界応力腐食割れのメカニズムを解明するため、残留応力と硬化の影響について試験及び解析による評価、並びにミクロ変形挙動に注目した粒界すべり解析を行った。その結果、溶接及び表層強加工が残留応力と硬化に与える影響を明らかにするとともに、同鋼の加工硬化材に定ひずみ速度引張試験を施すと、粒界すべりが生じるとともに、加工硬化によって同すべりが助長されることがわかった。また、粒界すべりの発生により粒界エネルギーが増大することが判明した。これらの結果から、低炭素ステンレス鋼SUS316Lの表層強加工された溶接部における粒界応力腐食割れは、多層溶接時の残留応力と加工硬化により粒界すべりが助長され、これに伴い粒界エネルギーが増大することに起因するものと推察された。
森 裕章*; 勝山 仁哉; 望月 正人*; 西本 和俊*; 豊田 政男*
no journal, ,
BWRの低炭素ステンレス鋼製炉心シュラウドにおいて応力腐食割れ(SCC)の発生が問題となっている。同SCCは表層を加工された溶接部近傍で発生しており、溶接残留応力と加工硬化の影響が指摘されている。そこで本研究では、発生したSCCの中でも、IGSCCに着目し、発生原因を明らかにするため、粒界すべりに及ぼす溶接残留応力と加工硬化の影響について検討を行った。圧延により作製した付加歪のことなる試験片を用いて粒界すべり量を定量評価するとともに、定電位腐食試験を行い、粒界すべり量が大きいほど粒界腐食がより顕著になることを明らかにした。
谷川 博康; 荻原 寛之; 廣瀬 貴規; 芝 清之; 芹澤 久*; 川人 洋介*; 田中 学*; 片山 聖二*; 森 裕章*; 西本 和俊*
no journal, ,
低放射化フェライト鋼F82H(Fe-8Cr-2W-V-Ta)は、核融合炉の第一候補構造材料として、高温用構造鋼であるフェライト/マルテンサイト鋼(Fe-9Cr-1Mo V, Nb)をベースに、高温特性,靱性、及び溶接性のバランスをとりつつ、減衰が比較的速くなるように成分調整して開発された鋼である。原子力機構が主体となって大学等の協力の下で開発を進める水冷却固体増殖TBMにおいては、このF82Hを構造材として製作する方針で開発が進められている。本報告では、F82HのTBM製作に向けた溶接技術の検討状況と課題について紹介する。
廣瀬 貴規; 白井 悠真*; 荻原 寛之*; 森 裕章*; 芹澤 久*; 才田 一幸*; 西本 和俊*; 谷川 博康
no journal, ,
増殖ブランケットには複数の概念が提案されているが、構造材に低放射化フェライト鋼を採用し、流路を内蔵するコの字型第一壁,側壁及び後壁を溶接した箱型の構造は、ITER計画参加全極に共通の構造である。「幅広いアプローチ」活動における原型炉研究開発においては、溶接割れを生じない電子ビーム溶接条件を確立するとともに、実施工を想定した製作工程の実証試験を実施している。溶接条件は市販の耐熱鋼の実績を元に微調整を行った結果、1パスで厚さ90mmまでのF82Hを貫通する溶接条件を得た。溶接金属は理想的なワインカップ形状を呈し、溶接割れは認められなかった。また、実規模ブランケットの第一壁及び側壁を模擬した鋼材により、実規模のモックアップの溶接を実施し、筐体構造の製作工程の妥当性を確認した。溶接部の強度について、熱影響部における軟化は抑制されたが、溶接金属の硬さ及び延性脆性遷移温度は、720
Cにおける熱処理後も母材と比較して、それぞれ60Hv, 50C以上も高く、今後は構造物内の熱処理温度不均質も考慮したうえで、溶接金属の脆化を抑制する溶接後熱処理条件の改良が必要である。
