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金山 英幸; 旭吉 雅健*; 伊藤 隆基*; 小川 文男*; 若井 隆純
材料, 66(2), p.86 - 92, 2017/02
本研究では、改良9Cr-1Mo鋼を供試材として、直径6mmの中実丸棒型試験片、直径2mmの小型中実丸棒型試験片および試験片厚さ0.76mm薄板型試験片の寸法が異なる3種類の試験片を用いて、大気中、純度99.99%のArガス雰囲気中および真空中の3種類の異なる雰囲気でクリープ試験を行った。873K、160MPaでの改良9Cr-1Mo鋼のクリープ破断時間は同じ試験雰囲気では試験片寸法の違いに拘わらず同程度の値を取った。同じ試験片寸法のクリープ破断寿命は、大気中と真空中では同程度となり、Arガス中では大気中の半分以下となった。大気中試験およびArガス中試験では試験片表面にCr酸化物を形成したが、真空中試験ではCr酸化物が形成されなかった。クリープ破断寿命を決定するのはCr酸化物サイズのみが支配要因ではないことが示唆された。Arガス中で行ったミニチュア試験片の試験片表面近傍にはCr酸化物が表面から割れて、粒界に沿って母材内部へ進展したき裂が観察され、クリープ破断寿命の低下に寄与した可能性がある。き裂進展による減肉量からArガス中での試験片寸法が及ぼすクリープ破断時間への影響を算出する式を提案した。
平成7年度安全研究成果(成果報告票) -環境放射能安全研究年次計画(平成3年度平成7年度)-not registered
PNC TN1410 96-057, 56 Pages, 1996/10
平成8年8月26日の科学技術庁原子力局安全調査室からの協力依頼に基づき、環境放射能安全研究年次計画(平成3年度平成7年度)に登録された研究課題(9件)について成果報告票を作成した。本報告書は、国に提出した成果報告票を取りまとめたものである。
宇田川 昂; 弓立 浩三*; 工藤 久明; 貴家 恒男; 森野 美樹*; 瀬口 忠男
JAERI-Tech 95-007, 25 Pages, 1995/02
人工衛星構造材料としてのエポキシ樹脂複合材、および長期間の運用を行う宇宙用材料として有望とされるポリイミド(PMR-15)複合材である2種類の炭素繊維強化プラスチック(CFRP)に対する宇宙環境の影響を調べた。これらの材料に対する耐宇宙環境性は電子、陽子、原子状酸素、および熱サイクルに曝したあとの機械特性の変化から評価した。その結果、PMR-15をマトリックスとするCFRPは、宇宙環境において優れた性能を持つことが明らかとなった。また、電子と陽子の照射を比べても、CFRPの機械特性に違いがないことを明らかにした。
木村 英隆; 菅谷 全*; 加藤 猛彦*; 川崎 弘嗣; 青砥 紀身; 和田 雄作
PNC TN9450 91-003, 28 Pages, 1991/03
高速炉構造用SUS316の高温強度特性やNa環境効果および中性子線照射効果等の試験が進展している。この結果,本鋼は優れた各種特性を有することが確認されてきており現在実証炉以降の炉容器,配管,中間熱交換器等の構造材料として採用される方向で作業が進んでいる。今後,本鋼を採用したプラントの検討や実際の設計では,本鋼のクリープ破断式とクリープひずみ式,および材料の損傷等を見積もるのに用いる材料評価法が必要となる。現在これらの特性式や評価法の策定に関して検討が行われており,暫定基準が策定されてきている。本報告では,今後必要となる本鋼の特性式や評価法の再検討・再策定に資するように,昨年クリープ破断式とクリープひずみ式の暫定基準策定に用いたクリープ破断データと,現在までに入手できた高温疲労およびクリープ疲労試験データをまとめた。
羽田 一彦; 元木 保男; 馬場 治
JAERI-M 90-148, 231 Pages, 1990/09
本報告書は、「高温工学試験研究炉第1種機器の高温構造設計方針」で用いている設計応力強さ等の材料強度基準等の作成方法を定め、この方法に基づいて、「高温工学試験研究炉高温構造設計方針材料強度基準等」を作成したものである。材料強度基準等を定めている材料は、21/4Cr-1Mo鋼NT材-HTTR仕様材、ハステロイXR並びにオーステナイト系ステンレス鋼のSUS321TB及びSUS316である。21/4Cr-1Mo鋼NT材-HTTR仕様材及びオーステナイト系ステンレス鋼については、高速原型炉「もんじゅ」用に定めた「高速原型炉高温構造設計方針材料強度基準等」を準用した。ハステロイXRについては、材料特性を十分に検討して新たに作成方法を定めた。特に検討した項目は、引張特性に関しては、高温で生ずる動的再結晶に対する基本的な対策、クリープ特性はクリープ式の作成方法等である。
辻 宏和; 近藤 達男
JAERI-M 82-082, 23 Pages, 1982/07
VHTRの高温構造設計の対象温度が既存設計コードの範囲を上回るため、構造材料のクリープ特性、高温疲労特性に関する詳細な知見と豊富な試験データが要求される。疲労およびクリープは高温では雰囲気の影響を強く受けるので、構造の長期の信頼性を前提にした材料データ取得のための試験は、実環境を適切に近似した状態で行う方法がとられるようになった。このような要求に正しく応えるため、VHTR近似ヘリウム中の微量不純物組成を厳密に制御した環境で高温疲労試験の行える装置を開発した。この試験装置の主要な特徴は、(1)高周波誘導加熱方式を採用して、試験片以外の部分がヘリウム中微量不純物と反応することを防ぎ、チャック部の焼き付きも回避した。(2)放出ガスを最小限に押えると共にターボ分子ポンプの使用で10
Torrオーダーの超高真空条件を得た。(3)試験の制御、データ取得およびデータ処理を電子計算機で自動化した。
田村 学*; 小川 豊; 倉田 有司; 近藤 達男
JAERI-M 82-036, 18 Pages, 1982/04
材料のクリープ特性を腐食性の環境下で評価する際にその環境との反応によって形成される変質部も構造材料の強度の一部をになうと仮定して、クリープ強さに及ぼす環境の影響を半定量的に検討した。計算式の導入において複合則と綜型損傷則を仮定した。基本的な状況設定として変質部と健全部に並列に負荷するモデルと、直列に負荷するモデルに対して評価式を求めた。インコロイ800合金が空気中の窒素を吸収して強くなる現象を並列負荷モデルの式によって説明した。直列負荷モデルは、環境効果を評価する試験で問題になる寸法効果を説明したり、異材溶接継手の強度評価に適する。一つの応用として、HTGRにヘリウム中で酸化によってひきおこされる脱フロム帯による強度低下を計算によって求め実験結果と比較した。
木内 清; 近藤 達男
JAERI-M 8153, 14 Pages, 1979/03
ハステロイーXの高温クリープに及ぼす、冶金学的因子、特に試験片の計上の効果と、試験環境の影響を検討した。この結果、高温クリープ変形挙動は、大気、超高真空および高温ガス炉近似ヘリウムの各環境に依存した特徴を示すことが明らかになった。超高真空中では、クリープ変形は、試験片の形状に依存しないことが分った。一方大気、ヘリウムでは、試験片の寸法形状にクリープ変形挙動が強く依存する結果を示した。しかし、大気とヘリウムでは、影響の受け方はかなり異っている。大気では、超高真空中に比し、クリープ曲線自体は、相似形であるが、全体的に短時間側に加速される。しかしヘリウムでは、超高真空に比し、クリープ曲線形態自体が変化し、定常クリープに2段の加速変化を示すと共に、加速クリープ以後の余寿命、伸びが著しく低下する。この現象に対しては、選択酸化、内部酸化と共にヘリウム中では、滲炭も生じるため、基地合金のCr、Moが欠乏し、金属組織が変化することで説明できる
小川 豊
日本金属学会会報, 17(4), p.335 - 340, 1978/04
高温ガス炉近似ヘリウム中における材料の特性に関して、腐食とクリ-プを主体に研究の現状を紹介し、ヘリウム中クリープ試験法確立のために若干の提言をした。腐食については、市販合金の中ではハステロイ-Xが優れていること及びハステロイ-Xの耐食性を改善するためには、Al,Tiの低減化、Mnの増量及びSiの適当添加が有効であることを述べた。クリープに関しては、ヘリウム中でクリープ特性の劣化が著しいインコネル-617合金を例を上げ、ハステロイ-Xについては試験片の寸法効果およびクリープ後の金属組織を述べた。クリープ試験法の確立については、高温部の構成材料にヘリウム中で不活性なモリブデン、石英を使用し、伸びの計測にはヘリウムの汚染や鈍化を防ぐためにモアレ干渉縞を使用した原研独自の試験機を紹介し、またヘリウムの環境効果を検討するにはサブサイズのものを標準の試験片とすることを提案した。
金山 英幸; 旭吉 雅健*; 小川 文男*; 伊藤 隆基*; 若井 隆純
no journal, ,
実データのない長時間領域の材料強度を、実機から採取可能な程度の微小試験片を用いた試験と線形損傷則を組み合わせて予測する方法を検討した。供試材は改良9Cr-1Mo鋼、試験温度は873Kである。寸法効果の確認のため、3種類の試験片を用いてクリープ破断試験を行った。クリープ破断時間は試験片寸法の違いに拘わらず同程度の値を取った。環境効果を確認するため、大気中、Arガス中、真空中でクリープ破断試験を行った。クリープ破断時間は、Arガス中が他の二つに比べて半分以下となった。この原因はArガス中の微量な酸素が供給され続け、総酸素暴露量が大きくなったためと考えられる。予損傷材から微小試験片を切出す機械加工がクリープ破断時間に及ぼす影響について確認するため、予損傷条件と同条件160MPaでクリープ破断試験を行った。結果はバラツキ範囲1.3に描写され、機械加工がクリープ破断時間に及ぼす影響は大きくないことが分かった。160MPaで3種類の負荷時間を与えた予損傷試験片を200MPaで応力加速させた破断試験を行った結果を、Robinson則を用いて整理した場合、試験結果のバラツキ範囲は1.3に描写された。この結果は本余寿命評価法の適用可能性を示している。
