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論文

Creep rupture properties of a Ni-Cr-W superalloy in air environment

倉田 有司; 辻 宏和; 新藤 雅美; 中島 甫

Journal of Nuclear Materials, 246(2-3), p.196 - 205, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(97)00106-2
 被引用回数：18 パーセンタイル：77.46(Materials Science, Multidisciplinary)

1000$$^{circ}$$C付近の高温で使用することを目指して開発したNi-Cr-W超耐熱合金の棒材、板材、管材の900,1000,1050$$^{circ}$$Cにおける大気中クリープ破断特性を調べた。得られたクリープ破断データに対し、時間・温度パラメータ(TTP)を適用し、長時間クリープ破断強度を推定した。1000$$^{circ}$$Cで約10000時間を越える破断時間を示したクリープ曲線では、酸化強化による異常挙動が認められたため、それらのデータにはこれに対する補正を行った上でTTP法を適用した。適用したTTP法のうち、Larson-Miller法がOrr-Sherby-Dorn法より適合性に優れていた。ASTM No.2より大きな結晶粒の棒材及び板材のクリープ破断応力は、開発目標である1000$$^{circ}$$C,10万時間の破断応力9.8MPaを上回っていた。クリープ破断強度は、熱処理温度が高く、結晶粒径が大きくなるに従い、増加した。

報告書

ハステロイXRのクリープ特性に及ぼす冷間加工の影響

倉田 有司; 中島 甫

JAERI-Research 94-004, 30 Pages, 1994/08

JAERI-Research-94-004.pdf:2.99MB

ハステロイXRの固溶化熱処理材、10%及び20%冷間加工材を用いて、800~1000$$^{circ}$$Cで約2000ksまでのクリープ試験を行い、クリープ特性に及ぼす冷間加工の影響を検討して以下の結果を得た。(1)本実験の範囲では、10%冷間加工材のクリープ破断時間は、950$$^{circ}$$C以下で固溶化熱処理材の強度水準を上回っている。950$$^{circ}$$C及び10%の冷間加工は、高温工学試験研究炉の中間熱交換器の最高使用温度及び部材の最大加工度である。(2)20%冷間加工材のクリープ破断時間は、900$$^{circ}$$Cを超えると、固溶化熱処理材より短くなる。(3)破断延性は冷間加工材の方が小さくなる。(4)800~900$$^{circ}$$Cでは、10%及び20%冷間加工材の最少クリープ速度は固溶化熱処理材より著しく小さくなる。(5)1000$$^{circ}$$Cにおける冷間加工材のクリープ破断強度の低下は、クリープ変形中に起こる広範な動的再結晶によって説明される。

報告書

20%冷間加工したハステロイXRのクリープ特性

倉田 有司; 中島 甫

JAERI-M 94-022, 28 Pages, 1994/02

JAERI-M-94-022.pdf:0.9MB

20%冷間加工及び固溶化熱処理を行なったハステロイXRそれぞれについて、800、900及び1000$$^{circ}$$Cでクリープ試験を行った。得られた結果は以下のとおりである。(1)20%冷間加工材のクリープ破断時間は、固溶化熱処理材に比べ、800$$^{circ}$$Cでは長くなり、900$$^{circ}$$Cではほぼ同程度、1000$$^{circ}$$Cでは逆に短くなる。(2)破断延性は20%冷間加工材の方が低くなる。20%冷間加工材についてこの値は900$$^{circ}$$Cで最も低くなる。(3)固溶化熱処理材及び20%冷間加工材ともに高温では非古典的なクリープ曲線が観察された。(4)800及び900$$^{circ}$$Cでは20%冷間加工材の最小クリープ速度(Em)は固溶化熱処理材の1/20~1/50となるが、1000$$^{circ}$$Cでは逆に20%冷間加工材のEmは固溶化熱処理材の2倍程度に上昇する。(5)20%の冷間加工は、800及び900$$^{circ}$$Cではクリープ変形に対する大きな抵抗となるが、1000$$^{circ}$$Cではクリープ強度の著しい劣化をもたらす。

論文

Effect of decarburizing helium environments on creep behavior of Ni-base heat-resistant alloy; Effect of impurities in high temperature gas-cooled reactor helium on creep behavior-I

倉田 有司; 小川 豊; 中島 甫

Trans.Iron Steel Inst.Jpn., 27, P. 81, 1987/00

高温ガス炉1次冷却系には微量のH$$_{2}$$,CO,CO$$_{2}$$,CH$$_{4}$$,H$$_{2}$$O等が含まれ、それらの不純物が酸化、浸炭あるいは脱炭のような腐食現象を引起す。この研究では、高温ガス炉用耐熱合金であるハステロイXR,XR-IIに対して、ヘリウム中微量不純物の量を変えたHe-1,-2,-3,-4の雰囲気中でクリープ試験を行い、特にクリープ強度に著しい影響を及ぼす脱炭の効果について調べた。He-1は従来より用いてきた高温ガス炉1次冷却系を近似した材料試験用ヘリウム(原研B型ヘリウム)とし、He-2、-3、-4では不純物組成を変えることによってヘリウム雰囲気の炭素活量、酸素分圧を変え脱炭性雰囲気とした。クリープ破断時間は脱炭の起こったHe-3で著しく低下し、He-3では早期より急速な加速クリープが起こるクリープ曲線を呈した。

論文

Improvement of creep resistance of a Ni base superalloy and its weld metal by controlling boron content

倉田 有司; 佐藤 瓊介*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 近藤 達男

Proc.Int.Conf.on Creep, p.97 - 102, 1986/00

ボロン量のクリープ破断性質に及ぼす影響を調べ、合金中のボロン量を最適化するため、ハステロイXRの母材、TIG及びEB溶接金属について、ボロン量を1.3~90ppmまで変化させて製造した5種類の合金を用い、大気中及びヘリウム中でのクリープ破断試験を行った。母材のクリープ抵抗改善のためには40ppm以上のボロン添加が有効であり、またボロン添加はクリープ破断延性も改良した。TIG及びEB溶接材のクリープ破断抵抗もボロン添加によって高められたが、EB溶接の場合には90ppmのボロン添加はクリープ破断性質を悪くした。ハステロイXRの母材及び溶接金属のクリープ性質を改善するためには、合金中ボロン量を40~70ppmの範囲に制御することが最適であると判断された。

報告書

破裂被覆管の内面酸化膜の拡がり

古田 照夫; 上塚 寛; 川崎 了; 橋本 政男; 大友 隆

JAERI-M 9475, 22 Pages, 1981/05

JAERI-M-9475.pdf:0.99MB

破裂した被覆管の内側表面における酸化膜の拡がりは、軽水炉の冷却材喪失事故中のヒートアップ計算にとって非常に重要な項目の一つである。酸化膜の拡がりを調べるため、900-1150$$^{circ}$$Cにわたる酸化温度、35-240秒の酸化時間、2-1530g/m$$^{2}$$・sの水蒸気流速そして、約5-26mmの破裂長さなどの条件で模擬燃料棒の破裂・酸化試験を行った。内側表面での酸化膜の拡がりは、酸化温度、時間そして供給される水蒸気量によって影響を受ける。特に、破裂の長さが大きくなると、酸化膜の拡がりは大きくなっていく。破裂部付近での酸化膜厚は他の部分よりも厚く、膜厚の反応速度式によって与えられる値よりも大きい。

論文

Effect of thermal neutron irradiation on mechanical properties of alloys for HTR core application

小川 豊; 近藤 達男; 石本 清; 大塚 保

Proc.of 2nd Japan-US HTGR Safety Technology Seminar,Material Properties and Design Method Session, 9 Pages, 1978/00

ハステロイ-Xの照射後クリープ試験結果を主体とし、併せて高温照射脆化改善の試みとして、低ホウ素ハステロイ-XRに関する予備的な試験結果を報告する。照射条件は、T=670~880$$^{circ}$$C、$$Phi$$t=6.6$$times$$10$$^{2}$$$$^{0}$$n/cm$$^{2}$$(thermal)、$$Phi$$t=1.1$$times$$10$$^{2}$$$$^{0}$$n/cm$$^{2}$$(fast)、t=1040hr、である。クリープでは900$$^{circ}$$C、大気中で行ない、応力は1.5~5.0kg/mm$$^{2}$$である。クリープ挙動は、応力22kg/mm$$^{2}$$近傍、破断時間約100hrを境として、2つに区分できる。これより高応力短時間側では延性と寿命の低下が著しい。一方低応力長時間側では延性と寿命の低下が少ない。金相試験から、低応力側では試料の平行部全面にわたって多数のクラックが発生しており、これがクリープ試験中にみかけの延性を保っている原因であると結論された。ホウ素含有量を低減化したハステロイ-XRについて、炉水温照射後の高温引張試験を行ない、ホウ素の低減化が照射による延性低下の改善に有効であることを確認した。

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