Evaluation of long term creep strength of mod. 9cr heat resistant ferritic steel with the aid of system free energy concept

村田 純教*; 渡辺 直也*; 永江 勇二

Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants; Proceedings from the 8th International Conference (EPRI 2016), p.487 - 494, 2016/00

In order to evaluate long term creep strength of modified 9Cr ferritic steels, the system free energy of creep ruptured specimens at both 650 and 700C is evaluated as the sum of chemical free energy, strain energy and surface energy, which are obtained by a series of experiments, i.e., chemical analysis using extracted residues, X-ray diffraction, and scanning transmission electron microscopy. Change ratio of the system free energy and creep stress showed the relationship with one master curve irrespective of creep conditions, indicating that the steel ruptures when the applied stress exceeds a limited stress depending on the microstructural state expressed by the change ratio of system free energy. Furthermore, it was found that dominant factor of the change ratio was the chemical free energy change. On the basis of these results, long term creep strength of the steel was evaluated at 700C, for example, 19 MPa at 700C after 10 h. It is concluded that long term creep strength of modified 9Cr ferritic steels can be predicted by the system free energy concept using the ruptured specimens with various creep conditions.

Metamagnetic transition of itinerant ferromagnet UP under high pressure

荒木 新吾*; 林田 みなみ*; 西海 尚人*; 眞鍋 博紀*; 池田 陽一*; 小林 達生*; 村田 惠三*; 稲田 佳彦*; Winiewski, P.*; 青木 大*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011081_1 - 011081_6, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.011081

Hall effect measurements in ferromagnet UP were carried out under pressure up to 4.3 GPa. The Hall resistivity at paramagnetic state is dominated by the extraordinary Hall effect due to the skew scattering. The Curie temperature decreases with increasing pressure and disappears at Pc = 4.1 GPa. The clear first-order metamagnetic transition from the paramagnetic state to the strongly ferromagnetic state appears around Pc at low temperature.

Identified charged hadron production in collisions at = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.064903

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からのの横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。またやスケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

Precipitation of ferromagnetic phase induced by defect energies during creep deformation in Type 304 austenitic steel

塚田 祐貴*; 白木 厚寛*; 村田 純教*; 高屋 茂; 小山 敏幸*; 森永 正彦*

Journal of Nuclear Materials, 401(1-3), p.13 - 16, 2010/06

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2010.03.013

304オーステナイト鋼に関して、MC炭化物近傍での欠陥エネルギーをマイクロメカニクスに基づいて評価することにより、クリープ試験中の炭化物近傍における強磁性相の析出と欠陥エネルギーの相関について調べた。欠陥エネルギーのひとつである析出エネルギーは、MC炭化物を球状析出物とみなすことにより求めた。もう一方の欠陥エネルギーであるクリープ転位エネルギーについては、クリープ試験片の透過型電子顕微鏡観察によって得られた転位密度データに基づき評価した。強磁性相が析出するクリープの初期過程において、転位エネルギー密度は、析出エネルギー密度に比べ非常に大きく、クリープ転位エネルギーが強磁性相析出の主な駆動力となっていると考えられる。

Control of coordination and luminescence properties of lanthanide complexes using octadentate oligopyridine-amine ligands

和田 淳*; 渡邉 雅之; 山野井 慶徳*; 南川 卓也; 並木 康祐*; 山崎 幹夫*; 村田 昌樹*; 西原 寛*

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 80(2), p.335 - 345, 2007/02

https://doi.org/10.1246/bcsj.80.335

直鎖状及び環状の骨格を有するオリゴピリジン配位子の希土類錯体を合成し、その構造をX線結晶構造解析により明らかにした。錯体はすべて歪んだCapped Square Antiprism (CSAP)構造をとり、直鎖状骨格を持つ配位子のほうがより歪んだ構造を取ることを明らかにした。また、Eu錯体では、直鎖状の歪んだ構造を持つ錯体の方が、より強い発光を示すことを世界に先駆けて見いだした。これらの結果は、多座配位子の幾何構造を制御することで、発光特性を制御できることを示している。

Nb基およびMo基耐熱合金の材料設計と評価; 動燃-豊橋技科大, 共同研究成果報告書

森永 正彦*; 斉藤 淳一*; 村田 純教*; 加納 茂機; 古井 光明*; 舘 義昭; 井上 聡*

PNC TY9623 95-001, 165 Pages, 1995/03

PNC-TY9623-95-001.pdf:5.61MB

次世代原子力システムの構造材料には、高温強度特性に優れ、しかも比重が他の高融点金属よりも小さいNbおよびMoが有望視されている。最近の高温液体金属技術の進歩に伴い、これら超耐熱合金の開発は、原子力プラントの高性能化のために不可欠であると思われる。これまでの共同研究によって耐熱合金の設計とその特性評価を行い、暫定的第1次選定合金を選択した。本研究では、暫定的第1次選定合金の加工性、液体Li耐食性ならびに溶接性を明らかにし、原子力システムの要求特性を満たす合金系ならびに添加量の最適選定を行うことを目的とする。(1)加工性:暫定的第1次選定合金を含む種々の実験合金を用いて3点曲げ試験を行い、加工性の予測法を検討した。(2)液体Li耐食性:最長500時間の液体Li腐食試験を実施し、変化重量,腐食解析ならびに成分分析を行った。また純金属の試験も併せて行った。(3)溶接性:暫定的第1次選定合金のTIG溶接を初めて行い、溶接の可否を調査した。(1)加工性:Nb基合金の曲げ降伏応力および曲がり角度は、硬さを介してd軌道エネルギーレベル差(Md)によって予測できる。すなわちNb基合金の加工性に対する設計指針は、合金のデルタMdを0.05以下に設定することである。また、Mo基合金の加工性を良好に保つためには、Reの添加が有効であることを明らかにした。(2)液体Li耐食性:Nb基合金では長時間の腐食により深さ40ミューmの亀裂が観察された。Mo基合金はNb基合金に比べて優れた耐食性を示した。両合金の表面には試料カプセルからの元素移行による粒状晶出物が確認された。液体Li耐食性を向上させるためには、変化重量および1200度Cの液体Liに対する高融点金属の溶解度の観点から、酸化物生成自由エネルギーが大きい元素の添加が有効であることを見い出した。(3)溶接性:暫定的第1次合金は十分に溶接が可能であることを明らかにした。また、NbへのW添加は溶接性を向上させることを示した。対象合金中ではMo-15Re-0.5Zr合金が最も優れた溶接性を有することがわかった。得られた設計指針を用いて、トータルバランスに優れるMo基1次選定合金を以下のように決定した。・Mo基合金・・・・・・Mo-15Re-0.1Zr,Mo-15Re-0.5Zr Nb基合金については、液体Li腐食に伴う亀裂の発生の問題がある。今

組織自由エネルギーに基づく耐熱鋼微細組織の解析と予測

村田 純教*; 白木 厚寛*; 竹田 広太朗*; 塚田 祐貴*; 斎藤 良裕*; 森永 正彦*; 小山 敏幸*; 高屋 茂

no journal, , 

組織自由エネルギーにより鋼、特に炭窒化物や金属間化合物を析出相として含むマルテンサイト系耐熱鋼やオーステナイト系耐熱鋼の組織変化をエネルギーの観点から評価してきた例について述べる。

改良9Cr鋼の模擬溶接熱処理材における組織自由エネルギー

杉山 雄一*; 岩田 満直*; 村田 純教*; 高屋 茂

no journal, , 

高速増殖炉用構造材料では、信頼性の高い寿命評価により、溶接部を含めてその健全性を保証することが大変重要な課題となっている。本研究では、改良9Cr鋼の溶接模擬熱処理材を用いて、クリープ損傷の進行に伴う組織変化を組織自由エネルギーに基づいて定量的に評価した。応力負荷による歪エネルギーの変化を緩和時間を導入して回帰し、組織回復に及ぼす応力の効果を、緩和時間の大小として定量的に表せるようにした。

Magnetic order in honeycomb layered UPtGa studied by resonant X-ray scattering

田端 千紘; 今 布咲子*; 村田 怜也*; 網塚 浩*; 中尾 裕則*; 松本 裕司*; 金子 耕士; 芳賀 芳範

no journal, , 

UPtGa is a recently discovered compound in a material search in the U-T-X (T: transition metal, X: Al, Ga) ternary system. It crystallizes in a hexagonal structure (space group P6/mmc), where U-Ga layers stacked along the c-axis with c/2 spacing, and between them, Pt and Ga form nested triangular lattice layers. A detailed single-crystal structural analysis shows, however, that the hexagonal structure is an average structure, and that the actual one has a kind of crystallographic disorder: 1/3 of U sites on the triangular lattice are not occupied, resulting in a honeycomb layer formed by the rest occupied U sites, with a larger orthorhombic unit cell. From a microscopic viewpoint, occupied U sites do not have inversion center, which makes this material of interest as a new candidate material for the emergence of unconventional cross-correlation phenomena. From measurements of bulk physical properties such as magnetization and specific heat, it was revealed that UPtGa undergoes an antiferromagnetic phase transition at a transition temperature of 26 K. To clarify a microscopic picture of this magnetic ordering, we have performed resonant X-ray scattering (RXS) experiments to observe resonant magnetic reflections. Using 3.72 keV synchrotron X-rays, we observed diffractions of resonant scatterings at the M4 absorption edge of U at BL-11B Photon Factory of KEK. The reflections with the q = (1/6, 1/6, 0) propagation vector were observed below TN at the resonant energy of the M4 absorption edge. The polarization dependence of the RXS signal strongly suggests that the ordered magnetic moments of U are parallel to the hexagonal caxis, which is consistent with the strong magnetic anisotropy observed in magnetization measurements.

原子力用改良9Cr-1Mo鋼の溶接HAZ部の組織自由エネルギー評価

杉山 雄一*; 岩田 満直*; 村田 純教*; 高屋 茂

no journal, , 

改良9Cr-1Mo鋼に関して、溶接模擬熱処理材を用いて、クリープ損傷の進行に伴う細粒HAZ部の組織自由エネルギーを評価した結果、組織自由エネルギーはクリープ進行とともに減少し、その変化は応力によって加速されることを示した。これは応力が組織回復を促進することを示しており、このエネルギー変化を応力の関数として表すことにより、任意の応力,時間における細粒HAZ部の組織自由エネルギーを予測することができた。さらに、破断時のエネルギー状態と負荷応力の関係を調べることで、ある組織自由エネルギー状態でその組織が耐え得る応力値を定めた。これにより材料組織と強度との関係を、組織自由エネルギー値を用いて定量的に関連付けることができ、長時間側のクリープ強度を予測できる可能性が示唆された。