その場中性子回折を用いたSUS310Sステンレス鋼の水素添加による強さ・伸び向上メカニズムの解明

伊東 達矢; 小川 祐平*; Gong, W.; Mao, W.*; 川崎 卓郎; 岡田 和歩*; 柴田 曉伸*; Harjo, S.

波紋, 35(3), p.129 - 133, 2025/08

Recent studies have shown that the addition of hydrogen to SUS310S stainless steel (Fe-24Cr-19Ni, mass%) simultaneously enhances both strength and ductility, indicating a phenomenon contrary to the conventional understanding of hydrogen embrittlement. In this study, we investigated the underlying mechanism through neutron diffraction experiments during tensile deformation using TAKUMI at the MLF of J-PARC. The results revealed that solid-solution strengthening by hydrogen plays the most significant role in improving the mechanical properties. Solute hydrogen atoms distort the lattice to suppress dislocation motion, thereby increasing the strength. The raised stress in the hydrogen charged sample enables the onset of deformation twinning at a smaller strain compared to the non-hydrogen charged sample. Consequently, the twinning-induced plasticity effect contributes more significantly to work hardening and the improvement of uniform elongation due to the solid-solution strengthening by hydrogen. These findings suggest a new pathway for the effective utilization of hydrogen in austenitic steels.

燃料集合体破裂実験における同一平面変形と隣接燃料棒間の温度伝播挙動

上塚 寛; 小泉 安郎; 川崎 了

JAERI-M 8970, 17 Pages, 1980/07

JAERI-M-8970.pdf:0.84MB

集合体破裂実験で観察された同一平面変形は模擬燃料棒内蔵ヒーターの特性に基づくフィードバック・メカニズムによって生ずる可能性があるという指摘に対して、その可能性を実験データと単純化モデルに基づく計算によって検討した。検討項目は以下の4点である。(1)初期昇温過程における局部変形の可能性(2)ヒーター特性が集合体破裂実験におけるフィードバック・メカニズムに結びつく可能性(3)昇温過程における隣接燃料棒間の温度伝播挙動(4)集合体破裂実験における膨れ変形伝播(1)~(4)を検討した結果はそのいずれもが指摘された可能性を否定するものであった。従って、模擬燃料棒内蔵ヒーターの特性のために被覆の局部変形が隣接棒の膨れ変形へ波及するというフィードバック・メカニズムは集合体破裂実験で観察された同一平面変形を支配するメカニズムではない。