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論文

High-temperature creep properties of 9Cr-ODS tempered martensitic steel and quantitative correlation with its nanometer-scale structure

大塚智史; 静川裕太; 丹野敬嗣; 今川裕也; 橋立竜太; 矢野康英; 鬼澤高志; 皆藤威二; 大沼正人*; 光原昌寿*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(3), p.288 - 298, 2023/03

https://doi.org/10.1080/00223131.2022.2096147

被引用回数：4 パーセンタイル：78.52(Nuclear Science & Technology)

原子力機構では、ナトリウム冷却高速炉(SFR)用燃料被覆管材料として9Cr-酸化物分散強化型(ODS)鋼の開発を進めている。燃料被覆管材料にとって、クリープ特性は重要特性の一つである。よって、SFRに9Cr-ODS鋼を導入するためには、9Cr-ODS鋼の炉内クリープ強度の信頼性高い予測評価が不可欠である。本研究では、700 $^{circ}$ Cでの9Cr-ODS鋼のクリープ強度とナノ組織の定量的相関性について調査を行った。また、9Cr-ODS鋼照射材のナノ組織解析に基づく炉内クリープ特性予測の可能性について議論を行った。9Cr-ODS鋼の700 $^{circ}$ Cでのクリープ破断寿命は、そのナノ組織と密接な相関を有することがわかった。9Cr-ODS鋼のクリープ破断寿命とナノ組織の相関を既存のクリープモデルに基づき解析し、両者をつなぐ相関式を示した。本相関式の信頼性を高めるためには、9Cr-ODS鋼の2次クリープ速度の応力指数と酸化物分散状態の関係を明らかにする必要がある。

論文

Effect of nitrogen concentration on creep strength and microstructure of 9Cr-ODS ferritic/martensitic steel

岡弘*; 丹野敬嗣; 矢野康英; 大塚智史; 皆藤威二; 橋本直幸*

Journal of Nuclear Materials, 572, p.154032_1 - 154032_8, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2022.154032

被引用回数：3 パーセンタイル：68.71(Materials Science, Multidisciplinary)

窒素濃度(0.0034-0.029wt%)の異なる9Cr-ODS鋼について700 $^{circ}$ Cのクリープ特性とクリプ前後の組織変化について調査を行った。クリープ強度は、窒素濃度の増加に伴い顕著な低下が確認された。高窒素濃度材において変態フェライト領域と残留フェライト領域の境界にそってYリッチな粗大粒子が確認された。と相では窒素の固溶度が異なることから、オーステナイト変態プロセスが生じる際に、窒素が相に拡散・濃化し、逆変態時に残留フェライト相に吐き出され、両境界付近で窒素の濃化生じる。その結果として、熱力学的不安定を解消するために分散粒子の粗大化が生じると考えられる。窒素濃度が高いほど多数のクリープボイドが観察されたことから、粗大化した分散粒子を起点にクリープボイドが発達したことにより、早期破断が生じたと考えられる。

論文

実建物の47年間の観測による厚肉積層ゴムのクリープ挙動

正木信男*; 加藤亨二*; 山本智彦; 宮川高行*; 藤田聡*; 岡村茂樹*

日本建築学会技術報告集, 28(68), p.81 - 84, 2022/02

https://doi.org/10.3130/aijt.28.81

高速炉等の新型炉では機器の耐震性を確保するため、厚肉積層ゴムの採用が検討されているが、厚肉積層ゴムのもつ柔らかな上下剛性は、経年によるゴム物性の変化とクリープに大きく影響されると考える。われわれはゴム物性の変化を考慮できるクリープ評価方法を検討しているが、参照すべき実大かつ実環境下の長期クリープ特性がない。本報告では、厚肉積層ゴムの新たなクリープ評価方法を検討するための第1段階として、この形式の初めての建物である1966年に竣工した厚肉積層ゴム支持の英国防振建物の測定データを集約し厚肉積層ゴムの約47年間のクリープ特性推定の試みについて述べる。

報告書

HTTR実機用ハステロイXRの総合特性評価,6; 伝熱管母材および溶接継手の引張特性およびクリープ特性

渡辺勝利; 新藤雅美; 中島甫; 小池上一*; 樋口洵*; 仲西恒雄*; 佐平健彰*; 丸七香樹*; 竹入俊樹*; 斉藤貞一郎*; et al.

JAERI-Research 97-009, 62 Pages, 1997/02

JAERI-Research-97-009.pdf:4.82MB

HTTR実機用ハステロイXR伝熱管材および実機用溶加材を用いて、伝熱管母材および溶接継手の引張特性およびクリープ特性を検討し、次のような結果を得た。引張特性に関しては、時効後の室温における強度変化は母材および溶接継手材ともに比較的少なかったが、著しい延性低下が両者ともに観測された。一方、クリープ特性に関しては、母材と溶接継手材について、900 $^{circ}$ Cおよび950 $^{circ}$ Cのいずれの場合にも、クリープ破断強度に関する差異は比較的少なかった。他方、板材と伝熱管材のクリープ特性について見ると、母材および溶接継手材ともに、管材は低応力・長時間側で板材よりもクリープ破断時間が若干低下する傾向が見られたが、管材のクリープ破断時間は、ハステロイXR母材のマスターカーブと同等以上であり、設計破断応力強さ[S $_{R}$ ]よりも充分に長いことから、実用上は特に問題ないと判断される。

報告書

HTTR実機用ハステロイXRの総合特性評価,その5; 母材および溶接部材の大気中クリープ特性

渡辺勝利; 中島甫; 小池上一*; 樋口洵*; 仲西恒雄*; 斉藤貞一郎*; 高津玉男*

JAERI-Research 95-001, 58 Pages, 1995/01

JAERI-Research-95-001.pdf:4.31MB

HTTR実機用ハステロイXRと同一ヒートの母材および実機用溶加材を用いて、母材および溶接部材の大気中クリープ特性を検討し、次のような結果を得た。クリープ破断強度については、ハステロイXRのマスターカーブと同等以上であり、設計破断応力強さ〔S $_{R}$ 〕を十分に上回っていた。さらに、これらの溶加材のクリープ破断強度およびクリープ破断延性は、従来のハステロイXR系溶加材のクリープデータと較べても、そのデータバンドの中に位置していることから、ハステロイXR高温溶接構造物溶加材として充分な適性を有していることが結論された。

報告書

アロイ800Hの高温強度特性データベースの整備

横山憲夫*; 渡辺勝利; 辻宏和; 中島甫

JAERI-M 93-148, 34 Pages, 1993/07

JAERI-M-93-148.pdf:0.9MB

原子力材料について、その特性データを収集し効率的な利用を行うために、原子力材料総合データベースを整備している。高温工学試験研究炉の制御棒構造用材料として使用されるアロイ800Hについての高温強度特性に関するデータとして、引張試験結果(約100件)、クリープ試験結果(約240件)を収集した。クリープ試験には時効、試験雰囲気及び照射の影響について調べたものも含まれている。これらを原子力材料総合データベース(JMPD)に格納した。さらにパーソナルコンピュータを用いてデータベースを作成した。その全データを出力するとともに代表的な材料特性値について図形出力を行った。

論文

Function and utilization of Data-Free-Way system; Distributed database for advanced nuclear materials

藤田充苗*; 栗原豊*; 中島甫; 横山憲夫*; 上野文義*; 加納茂機*; 岩田修一*

Computer Aided Innovation of New Materials,II,Pt. 1, p.81 - 84, 1993/00

原研、金材技研及び動燃事業団が協力して整備を進めている基盤原子力材料に関するデータベース(データフリーウェイシステム)の機能及びその利用法の一例を紹介する。具体的内容は以下の通りである。(1)三機関の協力により構築した分散型材料データベースであるが、エンドユーザーからは「あたかもひとつの大きなデータベースにアクセスしている」ように見える。(2)メニュー方式によるソフトウェアを自主開発したことにより、データ構造や計算機に精通していなくても本システムを自由に利用することが可能である。(3)316ステンレス鋼の高温引張特性及びクリープ特性に関する非照射材及び中性子照射材のデータを収集し、その挙動を体系的に示す。

報告書

高クロムモリブデン鋼の基本材料特性試験(3) 極厚鋼品(250から280mm t)のクリープ特性

青木昌典; 加藤章一; 吉田英一; 和田雄作

PNC TN9410 91-099, 106 Pages, 1991/02

PNC-TN9410-91-099.pdf:5.72MB

次期大型炉の蒸気発生器管板用材料として適用が検討されている高クロムモリブデン厚鍛鋼品(厚さ250280mmのクリープ破断特性および資料採取位置による材料特性への影響を把握することを目的に、500 $^{circ}$ Cおよび550 $^{circ}$ Cにおける大気中クリープ試験を実施した。供試材にはMOD.9CR-1MO鋼(F4、F8ヒート)をはじめとし、9CR-2MO鋼(H6ヒート)および9CR-1MO-NB-V鋼(G3ヒート)の3鋼種4ヒートを用いた。得られた結果は以下の通りである。1)高クロムリブデン鋼2鋼種4ヒートについて、材料特性評価の上で基本となるクリープ特性データを最長約10,000時間まで取得した。2)クリープ破断強度を鋼種間で比較すると、500度Cおよび550度CともMOD.9CR-1MO鋼9CR-1MO-NB-V鋼9CR-2MO鋼の強度順となり、MOD.9CR-1MO鋼が優れたクリープ破断強度を示した。3)各鋼種の試料採取位置によるクリープ強度への影響を見ると、MOD.9CR-1MO鋼および9CR-1MO-NB-V鋼では、表面直下中央部のL方向の破断時間が長くなり、t/2肉厚中央部のZ方向で、破断時間が短くなる傾向を示した。4)9CR-2MO鋼のクリープ破断強度は、MOD.9CR-1MO鋼(F4、F8)および9CR-1MO-NB-V鋼と比較し低いものの、クリープ破断伸びおよび絞りは、他の3材料と比較して大きい値を示し、その傾向は、試料採取位置によらず同様の傾向となった。今回の試験結果から、高コロムモリブデン鋼鍛鋼品(250280mmT)の中では、MOD.9CR-1MO鋼が優れたクリープ破断特性と有していることが明らかになった。

論文

高速炉燃料被覆管用316ステンレス鋼のクリープ特性におよぼす冷間加工度の影響

古田照夫; 小川豊; 長崎隆吉

鉄と鋼, 59(7), p.949 - 954, 1973/07

http://joi.jlc.jst.go.jp/JST.Journalarchive/tetsutohagane1955/59.7_949

高速増殖炉の燃料被覆管として用いられるステンレス綱のクリープ特性におよぼす加工の影響について検討した。冷間圧延により0~30%の加工を与え、650 $^{circ}$ C、750 $^{circ}$ Cで4~15kg/mm $^{2}$ のクリープ試験をおこなった。その結果、650 $^{circ}$ Cにおいてはクリープ応力が低いときには5%加工でクリープ歪速度は極小を示すが、750 $^{circ}$ Cのときには加工を与えない方がクリープ歪速度はよい。この原因として、クリープ歪による加工歪の回復が考えられ、とくに750 $^{circ}$ Cにおいて、X線回折による回復の結果とよく一致している。

口頭

改良9Cr-1Mo鋼の時効効果による強度への影響

金山英幸; 永江勇二; 鬼澤高志; 若井隆純; 芋生和道*

no journal, ,

改良9Cr-1Mo鋼に対して600 $^{circ}$ C大気中において、ラーソンミラーパラメータによる換算で550 $^{circ}$ C 10万, 20万および50万時間と等価となる時効ならびに、破断時間のおよそ10および20%のクリープ損傷を与える550 $^{circ}$ C20万および50万時間相当の予損傷を行った。各試料から試験片を切出し、引張、疲労およびクリープ試験を行った。引張特性は未時効材に比べて、時効および予損傷処理を行うことで低下した。同鋼の組織は時効処理および予損傷処理によってLaves相が増加し、その増加量と引張特性の低下には相関関係があった。疲労特性はひずみ範囲で整理した場合、未時効材, 時効材および予損傷材で明確な差がなかった。これは疲労軟化によって応答応力の差が小さくなるためと考えられる。クリープ特性は未時効材が最も長寿命であり、次いで時効材となり、予損傷材が最も短寿命となった。Monkman-Grantの関係式が受入材、熱時効処理材およびクリープ損傷処理材に拘わらず一直線に整理できたことから、時効処理によるクリープ寿命の変化はクリープ変形抵抗の低下が原因であると考えられる。

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