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矢野 康英; 丹野 敬嗣; 岡 弘; 大塚 智史; 井上 利彦; 加藤 章一; 古川 智弘; 上羽 智之; 皆藤 威二; 鵜飼 重治*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 487, p.229 - 237, 2017/04
被引用回数：51 パーセンタイル：97.27(Materials Science, Multidisciplinary)シビアアクシデント時におけるODS鋼被覆管とラッパ管材料の引張特性を調べることを目的に、室温から融点近傍の1400
Cまでの引張試験を実施した。900
1200Cまでの超高温での引張特性は他の炉心材料と比較し優れた特性を有していたが、それ以上の超高温温度域になると急激な特性低下が認められた。この強度低は、
/
変態を伴って、変形メカニズムが伸びの低下を伴う粒界すべりに変化することに起因すると考えられる。一方、12Cr-ODS鋼とFeCrAl-ODS鋼では、1200C以上でも急激な低下は生じず、高い強度を維持していた。本研究成果の一部は、文部科学省の原子力システム研究開発事業による委託業務として、北海道大学が実施した平成2528年度「事故時高温条件での燃料健全性確保のためのODSフェライト鋼燃料被覆管の研究開発」を含む。
上羽 智之; 矢野 康英; 大塚 智史; 永沼 正行; 丹野 敬嗣; 岡 弘; 加藤 章一; 皆藤 威二; 鵜飼 重治*; 木村 晃彦*; et al.
Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/04
酸化物分散強化型(ODS)フェライト鋼は、高速炉燃料要素用に開発している長寿命被覆管候補材料である。実証炉規模の高速炉で冷却材喪失(LOF)型および過出力(TOP)型の事故を想定した場合のODSフェライト鋼被覆管の破損耐性を累積損傷和(CDF)によって評価し、受動的炉停止システムが動作するまでCDFが破損目安値の1.0を十分に下回るという結果を得た。
鵜飼 重治*; 大塚 智史; 皆藤 威二; 酒瀬川 英雄*; 近田 伸芳*; 林 重成*; 大貫 惣明*
Materials Science & Engineering A, 510-511, p.115 - 120, 2009/06
被引用回数：116 パーセンタイル：96.50(Nanoscience & Nanotechnology)ODSフェライト鋼は、973K近傍で優れた高温強度を示すことから、先進高速炉燃料要素の候補材料として注目されている。この9Cr-ODS鋼の優れたクリープ強度は、非平衡のフェライト相(残留
フェライト相)により生じることがわかっている。本研究において、ナノインデンターによる残留フェライト相の強度評価を実施し、その降伏応力は1360MPa(室温)と極めて高強度であることがわかった。また、分散強化理論から予測される結晶粒内変形のしきい応力以下でクリープ変形は生じること、このクリープ変形はおもに結晶粒界やパケット境界におけるすべり変形によるものであり、マルテンサイト相に含まれるパケット境界頻度の低下に伴いクリープ強度は向上することがわかった。以上より、9Cr-ODS鋼は、マルテンサイトマトリックスに強化相としての残留フェライト相を含むことで優れた高温強度を発現する材料であり、通常の耐熱鋼と異なり、繊維強化複合材料的な挙動を示すと言える。
鵜飼 重治*; 大貫 惣明*; 林 重成*; 皆藤 威二; 井上 賢紀; 木村 晃彦*; 藤澤 敏治*; 奥田 隆成*; 阿部 冨士雄*
Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9232_1 - 9232_7, 2009/05
重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の被覆管加工について強化した結果について報告する。
近田 伸芳*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 大塚 智史; 皆藤 威二
no journal, ,
焼戻しマルテンサイト相と残留相の二相からなる9Cr-ODSフェライト鋼の高温強度は超微細粒を有する残留相により維持されていることがわかっている。本研究では、残留相における超微細粒の生成機構と強度との関係を明らかにすることを目的とする。
近田 伸芳*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 大塚 智史; 皆藤 威二
no journal, ,
焼戻しマルテンサイト相と残留相の二相からなる9Cr-ODSフェライト鋼の高温強度は超微細粒を有する残留相により維持されていることがわかっている。本研究では、残留相における超微細粒の生成機構と強度との関係を明らかにすることを目的とする。
相の生成機構山本 雅博*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 皆藤 威二; 大塚 智史
no journal, ,
9Cr-ODSフェライト鋼は残留相と呼ばれるフェライト相の出現により、クリープ破断強度が大幅に向上することがわかっている。本研究では、この残留相の生成機構を相変態の観点から評価した。
鵜飼 重治*; 近田 伸芳*; 林 重成*; 大貫 惣明*; 皆藤 威二; 大塚 智史
no journal, ,
JAEAにおいて高速増殖炉燃料被覆管用9Cr-ODSフェライト鋼被覆管の開発が進められている。本研究では、9Cr-ODSフェライト鋼において生じる複相組織形成による高温強度の改善機構について検討した。
"(Ni
Nb)の析出挙動佐野 佳祐*; 大野 直子*; 鵜飼 重治*; 林 重成*; 三浦 誠司*; 山下 真一郎; 井上 利彦
no journal, ,
高速増殖炉の燃料被覆管には第一候補としてODSフェライト鋼が位置づけられているが、その代替として実績のあるオーステナイト鋼の延長線上で耐照射性を改善した高Ni鋼が開発されている。本研究は高Ni鋼を対象として、強化析出物である"を粒内に微細に析出させる最適な時効熱処理条件を明らかにするため時効試験を行い、ビッカース硬さ測定及びTEM観察を実施した。試験の結果、時効温度が高く、時効時間が長くなると"が粗大化し硬さが低下することが認められた。また、650C程度の熱処理が最も"析出物が粒内に微細に析出することがわかった。
加藤 章一; 古川 智弘; 大塚 智史; 矢野 康英; 井上 利彦; 皆藤 威二; 木村 晃彦*; 鳥丸 忠彦*; 林 重成*; 鵜飼 重治*
no journal, ,
事故時高温条件におけるODSフェライト鋼被覆管の破損限界評価に向け、同鋼の高温強度特性評価試験を実施している。本報告では、本事業で進めている高温強度特性評価に関わる計画とその進捗状況、ならびに、被覆管用に整備した1000C級のクリープ試験装置に係る技術開発成果について報告する。
沼田 博哉*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 大塚 智史; 皆藤 威二
no journal, ,
高速炉燃料被覆管として開発されている12Cr-ODSフェライト鋼は、多数回の冷間圧延と再結晶熱処理により製造され、最終的に粗大な結晶粒から成る再結晶組織で使用される。本研究では、12CrODSフェライト鋼板材を用いて、冷間圧延後に形成される再結晶集合組織の生成機構を検討した。
山本 雅博*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 皆藤 威二; 大塚 智史; 大崎 智*; 東 司*
no journal, ,
焼戻しマルテンサイト相と残留相(フェライト相)の2相からなる9Cr-ODSフェライト鋼の高温強度は、残留相の存在により維持されることがわかっている。本研究では、9Cr-ODSフェライト鋼の高温引張強度を残留相の存在割合と関連付けて検討した。Fe-9Cr-0.13C-2W-0.2Ti-0.35Y2O3(wt%)を基本組成とし、残留相の量比を調整するためにC濃度を0.02%及び0.2%とした3種類の合金粉末をメカニカルアロイングにより作製し、1150Cでホットプレスにより焼結させた。これを約1000Cで熱間圧延を行った後、焼ならし,焼戻し熱処理を行い、高温引張試験(700C)及びEBSD解析を行った。熱間圧延後と熱処理後の試料について、室温でのビッカース硬さ試験も行った。ビッカース硬さ試験の結果、熱間圧延により、3試料において超微細粒が形成しHV=約700まで室温硬さが増加した。これを熱処理し、700Cにおいて高温引張試験を行った。C濃度が0.13%の試料では、残留相と焼戻しマルテンサイト相の2相共存により強度が向上していることがわかる。これには結晶粒サイズも影響しており、この結果をEBSDによる結晶方位解析の結果も含めて検討した。
杉野 義都*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 皆藤 威二; 大塚 智史
no journal, ,
ODSフェライト鋼の高温変形は、粒界すべりと粒内の結晶回転による変形に支配される。そこで結晶粒の伸長方向に対して応力軸を変化させた高温引張試験とクリープ試験を行い、ODSフェライト鋼の高温変形機構を調べた。ODSフェライト鋼の高温変形は、粒界変形主体で起こっていることが明らかになった。また、クリープ試験においても粒界すべりによるセレーションが観察され、その部分のEBSD測定からシグマ3,シグマ7などの特定の対応粒界で粒界すべりが生じていることを確認した。
相と高温引張強度の相関宮田 亮太*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 皆藤 威二; 大塚 智史
no journal, ,
9Cr-ODSフェライト鋼は未変態フェライト相(残留相)と呼ばれる相の出現により、高温におけるクリープ破断強度が大幅に向上することがわかっている。本研究は、この残留相の割合と高温引張強度の相関性を評価することを目的とした。700Cにおける引張試験から、残留相の増加に伴い引張強度が変化し、高温引張強度に影響していることを確認した。得られた相関を軟質相と硬質相から成る二相鋼の複合則の観点から検討した。また、比較材として熱間圧延ままの試料でも同様の実験を行った。
Leng, B.*; 林 重成*; 鵜飼 重治*; 大塚 智史; 皆藤 威二
no journal, ,
Oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic steel is a promising candidate for cladding material in advanced fast reactor. Texture induced by cold rolling and the following recrystallization annealing during the processing of this material will affect its mechanical properties. Thus the investigation reported here focused on the texture evolution of cold-rolled ODS ferritic steel after annealing at different temperatures. The recrystallization texture is sensitive to the as-cold rolling stress condition and the annealing temperature. Samples annealed at temperature higher than 1000 C show strong {111} 
112
texture, which means {111} crystal plane of the grains parallel to the rolling plane and 112 crystal direction parallel to the rolling direction. Whilst samples annealed at temperature lower than 1000 C exhibit strong {110} 112 texture, which has a 35 rotation from Goss orientation with {110} rotation axis.
"(NiNb)の析出挙動佐野 佳祐*; 大野 直子*; 鵜飼 重治*; 林 重成*; 三浦 誠司*; 山下 真一郎; 井上 利彦
no journal, ,
高速増殖炉の燃料被覆管には第一候補としてODSフェライト鋼が位置づけられているが、その代替として実績のあるオーステナイト鋼の延長線上で耐照射性を改善した高Ni鋼が開発されている。本研究は高Ni鋼を対象として、強化析出物である"を粒内に微細に析出させる最適な時効熱処理条件を明らかにするため時効試験を行い、ビッカース硬さ測定及びTEM観察を実施した。試験の結果、時効温度が高く、時効時間が長くなると"が粗大化し硬さが低下することが認められた。また、650C程度の熱処理が最も"析出物が粒内に微細に析出することがわかった。
岡 弘; 丹野 敬嗣; 井上 利彦; 大塚 智史; 矢野 康英; 皆藤 威二; 鵜飼 重治*; 木村 晃彦*; 鳥丸 忠彦*; 林 重成*
no journal, ,
事故耐性に優れる超高温用ODS鋼の開発に向けて、Cr濃度, Al濃度, Zr濃度, 酸素量をパラメータに、メカニカルアロイングと熱間押出により20鋼種の押出棒を製造した。10鋼種については薄肉被覆管とするため4回の冷間圧延試験を実施した。本研究は、文部科学省の原子力システム研究開発事業による委託業務として、北海道大学が実施した平成25-26年度「事故時高温条件での燃料健全性確保のためのODSフェライト鋼燃料被覆管の研究開発」の成果である。
Shi, S.*; 大野 直子*; 鵜飼 重治*; 林 重成*; 阿部 陽介
no journal, ,
放電プラズマ焼結(SPS)による有機高分子(PMMA)の熱分解ガスを利用したCu基バブル分散強化合金の創製に対して、最適なPMMAの体積率及びSPSによる焼結温度を系統的に調査した。その結果、PMMAの最適添加量は5vol
であり、SPSによる焼結は750Cで2時間が最適であった。
Shi, S.*; 大野 直子*; 鵜飼 重治*; 林 重成*; 東郷 広一*; 福元 謙一*; 阿部 陽介
no journal, ,
放電プラズマ焼結(SPS)によるPMMA有機ポリマー粉末の熱分解ガスを利用してバブル分散強化(BDS)銅を創製した。引張荷重下でのTEM内その場観察により、バブルからの転位の離脱角度を解析し運動転位に対するピン止め力を評価した。TEM観察により、Cu-5volPMMAにおいて均質な分散バブルが示され、平均バブルサイズは約10nmであった。実験解析により、分散バブルは銅の強化に寄与し、バブルからの転位の離脱角は79であることが分かった。この値は、同じ試料を用いたビッカース硬さ試験から評価した相互作用角度74と整合することが示された。
加藤 章一; 古川 智弘; 矢野 康英; 丹野 敬嗣; 大塚 智史; 岡 弘; 井上 利彦; 皆藤 威二; 鵜飼 重治*; 木村 晃彦*; et al.
no journal, ,
酸化物分散強化型(ODS)フェライト鋼は、高温強度特性及び耐照射スエリング特性の両者に優れていることから、次期Na高速炉の長寿命燃料被覆管材料として期待されている。また、Na高速炉の設計拡張事象(DEC)として、過酷事故の予防や緩和を含んだ過酷プラント状況の制御が挙げられる。この安全評価を実施するためには、ODS鋼燃料被覆管に関する超高温での機械的特性評価が重要である。本研究では、9Cr-ODS, 12Cr-ODS及びFeCrAl-ODS鋼を対象に、650Cから1000Cの温度範囲で最長60000hのクリープ試験を実施し、クリープ強度特性を評価した
