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塚田 隆; 三輪 幸夫; 中島 甫; 近藤 達男*
Proc. of 8th Int. Symp. on Environ. Degradation of Materials in Nuclear Power Systems - Water Reactors, 2, p.795 - 802, 1997/00
照射有機応力腐食割れ(IASCC)に対する合金元素の影響を明らかにするため、高純度の316型ステンレス鋼をベースにし、そこへC、Si、P、S、Tiを添加したモデル合金を溶製した。これらの合金から作製した試験片をJRR-3にて、513Kで6.7
10
n/m
まで中性子照射し、その後ホットラボにて高温水中応力腐食割れ試験を実施した。また、同時に照射した透過電子顕微鏡試料を用いて、照射損傷組織のミクロ観察を行った。各合金の照射後の応力腐食割れ感受性の比較により、Moの添加はIASCC発生の抑制に大きな効果のあること、一方Sの添加は既に304型ステンレス鋼の試験でも明らかにしたようにIASCC感受性を高め有害であることが分かった。ミクロ組織観察の結果からは、転位ループの形成と成長はC及びSiの添加の影響を受けること、ミクロ組織と照射硬化挙動に良い対応のあること等が知られた。
塚田 隆; 三輪 幸夫; 新藤 雅美
Fourth Japan-China Symp. on Mater. for Advanced Energy Systems and Fission and Fusion Engineering '96, 0, p.223 - 227, 1996/00
照射腐食割れ(IASCC)に対する合金添加元素の効果を調べるため、高純度の304及び316型モデルステンレス鋼にSi、P、S、C及びTiを添加した合金をJRR-3Mにおいて照射した。照射後には、高温水中における応力腐食割れ感受性を調べるための低歪速度引張試験及びミクロ組織を調べるために透過電顕観察を行った。304型合金は高温水中で高いSCC感受性を示し、合金炭素濃度により粒内型及び粒界型の割れ形態となることが分かった。また、316型合金も両型のSCCを生じたSiの添加は照射後の機械的性質に大きな影響を与え、SまたはPの添加はIASCCの挙動に対し、それぞれ融体また低減の効果があることが知られた。Siの効果はミクロ損傷組織の観察結果とも整合性のあることを示した。
三輪 幸夫; 塚田 隆; 實川 資朗; 北 智士; 浜田 省三; 松井 義典; 新藤 雅美
Journal of Nuclear Materials, 233-237(PT.B), p.1393 - 1396, 1996/00
被引用回数：15 パーセンタイル：74.17(Materials Science, Multidisciplinary)高純度Fe-18C-12Niステンレス鋼の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)に及ぼす微量添加元素の効果を調べた。3種の合金(高純度、Si添加、C添加)を溶製し、JRR-3Mにて6.710n/m(E
1MeV)まで中性子照射を行った。その後、IASCC感受性を評価するために、高温純水中(300
C、9.3MPa)にて歪み速度1.710
/sの低歪み速度引張試験を行い、さらに割れ破面のSEM観察及びマイクロストラクチャーのTEM観察を実施した。その結果、Si添加は顕著な照射硬化の低下と大きな均一伸びをもたらしたが、これは微細な欠陥クラスターのみが発達したためであり、C添加は大きな照射硬化をもたらしたが、これはクランクルーフの発達によるものであることが解った。またSi添加は腐食割れ性にはあまり影響を与えなかったが、C添加は割れ破面形態と粒界割れから粒内割れが主となるように、大きく変化させた。わずかな量の添加元素が照射硬化及び腐食割れ性に大きな影響を与えることが見い出された。
塚田 隆; 三輪 幸夫; 横山 憲夫; 辻 宏和; 中島 甫
Proc. of 2nd Japan-Central Europe Joint Workshop on Modelling of Materials and Combustion, 0, p.80 - 83, 1996/00
原研における炉内構造材ステンレス鋼の照射腐食割れ(IASCC)研究の状況を報告する。軽水炉の炉内構造材は、高温水中で中性子照射に曝されるため、通常の工業プラントでは生じない種々の劣化現象を示す。そのなかでも、IASCCは、最も複雑な現象のひとつであり、各国において軽水炉の寿命延長または高経年化との関連から研究が行われている。原研では1970年代初めから行っている高温水中の材料劣化研究を基に、1980年代末より照射効果が係わるIASCCの研究を開始した。この研究では、外部との共同研究により常陽やORRで照射されたステンレス鋼を入手し照射後試験を行うと共に、新たに溶製した実験合金をJRR-3で照射しそのSCC試験を実施してきた。ここでは、JRR-3照射材の試験結果を紹介し、また本研究に関連する材料データベースの活動についても述べる。
塚田 隆
Materials for Advanced Energy Systems & Fission and Fusion Engineering '94, 0, p.466 - 471, 1994/00
中性子照射されたオーステナイト系ステンレス鋼の水中応力腐食割れは照射腐食割れ(IASCC)と呼ばれ、軽水炉及び水冷却型核融合炉(ITER)の炉内構造物健全性に関する重要な研究課題と考えられている。IASCCは高温水中において中性子照射量約510n/m以上で発生する粒界割れ現象であり,照射と化学環境の同時作用効果である。本報告の目的は日本国内におけるIASCC関連研究の概要を報告することである。国内の研究は1980年代中頃に始められ、主に軽水炉プラントの寿命評価及び長寿命化計画との関連において実施されている。またいくつかの研究は核融合材料開発との関連で行われている。主な対象材料は304/316型のステンレス鋼であり、高温水中照射後応力腐食割れ試験等が実施されている。本報告ではこれと関連する照射誘起偏析(RIS)の研究や、照射技術及び電気化学的腐食試験等について報告する。
芝 清之; 塚田 隆; 中島 甫; 園部 清美; 喜多川 勇; 松島 秀夫; 関野 甫; 野沢 幸男; 高橋 五志生; 糸永 文雄; et al.
JAERI-M 92-166, 27 Pages, 1992/11
平成3年度に原研及び動燃による共同研究として開始した「中性子照射材料の破壊特性評価試験」のうち、東海研ホットラボにおいて実施した電気化学的腐食試験の結果について報告する。原研では平成元年度より炉心構造材料の照射腐食割れの研究を行っている。照射腐食割れの発生機構を研究するには、照射材の応力腐食割れ試験とともに耐食性に対する照射の影響について調べることが必要である。本研究では、高速実験炉「常陽」において710
n/cmまで照射された燃料集合体ラッパー管材を試料として、遠隔操作型電気化学測定装置により、電気化学的再活性化(EPR)試験及び過不働態電位域において定電位電解試験を実施した。これらの試験の結果として、原子炉中性子照射に起因すると考えられる耐食性の劣化が検知された。
塚田 隆; 芝 清之; 中島 甫; 薄井 洸; 近江 正男; 後藤 一郎; 加藤 佳明; 中川 哲也; 川又 一夫; 田山 義伸; et al.
JAERI-M 92-165, 41 Pages, 1992/11
原研及び動燃による共同研究「中性子照射材料の破壊特性評価試験」のうち、高速炉「常陽」で使用済みのラッパー管を供試材として行った、水中応力腐食割れ性評価試験の結果について報告する。原研では平成元年度より炉心構造材料の照射腐食割れ研究を行っており、一方動燃では燃料集合体の照射後水中裸貯蔵に関連して水環境下での照射後ステンレス鋼の応力腐食割れ(SCC)感受性評価が課題となっている。本研究では、照射量810n/cm(=約40dpa)のラッパー管より試験片を製作し、溶存酸素32ppmの純水中で60C、200C、300Cにおいて低歪速度引張試験を実施した。その結果、60Cでは完全な延性破断を確認したが、300Cの水中では破断面の一部に粒界破面が観察された。これらの結果から、高速炉照射したステンレス鋼は、常温においてはSCC感受性を示さないが、高温水中においてはSCC感受性を持つようになると考えられる。
塚田 隆; 芝 清之; G.E.C.Bell*; 中島 甫; 木崎 實; 近江 正男; 須藤 健次; 後藤 一郎
JAERI-M 92-081, 27 Pages, 1992/06
原子炉の炉心で中性子照射を受けたステンレス鋼等の構造材料が、水中において応力腐食割れ(SCC)感受性を持つようになる照射腐食割れ(IASCC)の現象を研究することを目的として、照射材の高温水中腐食割れ試験を無人で長時間連続して行える装置を開発した。本装置により、原子炉照射した試験片を用いて高温高圧水中において低歪速度法(SSRT)試験を行い、そのSCC挙動を調べることができる。本装置は、ホットセル内に設置したSSRT試験装置本体及びそこへ高温高圧水を供給するループ方式の高温高圧水精製循環装置より構成される。本装置の設計にあたっては、高温水中SSRT試験に必要な事項のほか照射材を取り扱うに必要な事項に配慮した。照射材を用いた予備試験として、米国オークリッジ研究所の研究炉(ORR)で、8dpaまでスペクトル調整照射された試験片(SUS316鋼)の照射腐食割れ試験を実施し、IASCCの発生及び装置を十分な信頼性を確認した。
塚田 隆
微小試験片材料評価技術の進歩, p.34 - 36, 1992/03
本報告書は、同原子力学会委員会の活動を総括するために作成された。発表者は照射腐食及び照射腐食割れに関する項目の執筆を行った。耐食性については、照射腐食に係わる腐食の一般論、照射材の腐食試験法、腐食環境への照射効果、腐食試験片小型化の問題等について記述した。SSRT(低歪速度法)試験については、照射材の高温水中SSRT試験の技術的課題、原研大洗研ホットラボに設置した照射腐食割れ試験装置の概要、その装置を用いて行ったORR(オークリッジ研究炉)照射した小型試験片の試験の概要について記述した。EPR試験については、当試験方法の概要、及び原理、具体的方法と粒界鋭敏化度の評価方法等について記述した。そして、原子炉照射材に対するEPR試験の適用例として、東海研ホットラボにおいて開発した照射材遠隔電気化学測定法の概要及びそれを用いた「常陽」ラッパー管材のEPR試験結果の概略について記述した。
塚田 隆; 芝 清之; G.E.C.Bell*; 中島 甫
Corrosion 92, p.104-1 - 104-14, 1992/00
原子炉の炉心構造材料は、供用中に放射線(中性子線,
線)及び化学環境(高純水)の複合環境効果により照射誘起腐食割れ(IASCC)等の劣化現象を生ずる。この現象は、軽水炉のみならず水冷却型核融合炉の設計においても研究課題とされている。本研究では、米国ORR炉において核融合炉近似条件でスペクトル調整照射を行った316型ステンレス鋼の高温水中応力腐食割れ挙動を低歪速度法により調べたものである。その結果、照射温度60C、200Cの場合には応力腐食割れは発生せず延性破断したが、330C、400Cで照射した試験片(試験温度300C)では粒界+粒内破断割れが観察された。割れ破面率によると照射後の高温水中腐食割れ感受性は、照射温度の高い程大きくなった。本研究の結果を軽水炉材料について行われた同種の試験結果と比較すると、割れ感受性の点で違いが見られ、照射条件の違い等が原因のひとつと考えられる。
塚田 隆; 芝 清之; 中島 甫; 佐藤 義則*; 柴原 格*
PNC-TN9410 92-295, 67 Pages, 1992/00
平成3年度に原研・動燃による共同研究として開始した「中性子照射材料の破壊特性評価試験」のうち、照射済みラッパー管材料を供試材とする水環境下の応力腐食割れ性評価試験に関しては、平成4年8月までに大洗研ホットラボにおいて水中応力腐食割れ試験を、また東海研ホットラボにおいて電気化学的腐食試験を実施した。本報はその中間報告書である。本共同研究では、高速実験炉「常陽」で使用された燃料集合体から採取したラッパー管材料(照射量810n/cm、照射温度約400C)を試料とし、溶存酸素32ppmの純水中で60C、200C、300Cにおいて低歪速度引張(SCRT)試験を実施した。その結果、60Cでは完全延性破断となるが300Cでは粒界型応力腐食割れ感受性を持つようになることを見出した。また、同じ材料について遠隔操作型電気化学測定装置により電気化学的腐食試験(EPR試験及び定電位電解試験)を実施し照射によると考えられる耐食性の変化を検出した。
