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Zhu, L.*; Dong, W.*; Naeem, M.*; Kong, H.*; Hu, C.*; Fan, Z.*; Gong, W.; Harjo, S.; Lan, S.*; Wu, Y.*; et al.
Acta Materialia, 303, p.121734_1 - 121734_10, 2026/01
被引用回数:3 パーセンタイル:60.79(Materials Science, Multidisciplinary)Body-centered cubic (BCC) metals typically exhibit high yield strength but limited work hardening and uniform elongation, especially at low temperatures. High-entropy alloys (HEAs) offer opportunities to overcome these limitations, though their deformation mechanisms remain unclear. Using in situ neutron diffraction and microstructural analysis, this study identifies the origin of the exceptionally large uniform elongation at liquid nitrogen temperature in a single-phase BCC (TiZrHf)
Al
Nb
HEA. Initial plastic deformation is governed by a BCC-to-orthorhombic (
") transformation, followed by
" twinning and deformation-induced amorphization at later stages. The cooperation of these mechanisms suppresses work softening from dislocation plasticity, enabling high yield strength with large uniform elongation and providing a viable strategy for designing cryogenic structural materials.
木内 清; 井岡 郁夫; 橘 勝美; 鈴木 富男; 深谷 清*; 猪原 康人*; 神原 正三; 黒田 雄二*; 宮本 智司*; 小倉 一知*
JAERI-Research 2002-008, 63 Pages, 2002/03
本研究は、平均燃焼度100GWd/tを目指したABWR用の超高燃焼度MOXを念頭にした「高性能燃料被覆管材質の研究」のフェーズ1である。フェーズ1は、平成10年度に実施した基礎調査結果を踏まえて、平成11年度と平成12年度の2年間にわたり実施した。フェーズ1では、現用Zr系合金の使用経験データを解析して、超高燃焼度化にかかわる長期耐久性の支配因子を摘出及び高性能被覆管の要求特性に照らして耐食合金間の相互比較,フェーズ2の中性子照射試験等の基礎評価試験用候補材の選定を行った。
橘 幸男; E.Krempl*
J. Eng. Mater. Technol., 120(3), p.193 - 196, 1998/07
被引用回数:16 パーセンタイル:60.78(Engineering, Mechanical)前々報(1995年掲載)では、過応力(overstress)に基づく粘塑性理論(VBO)を950
C程度の高温下でのAlloy 800Hの変形挙動をモデル化できるように拡張した。前報(1997掲載)では、前々報で拡張したモデルを用いて、極端な条件、例えば、非常に長時間のクリープ、応力緩和挙動等の解析を行い、妥当な結果が得られることを示した。本報告では、従来、VBOの3次元モデルでは、19の材料定数を決定する必要があったのに対し、11の材料定数に簡略化したモデルを適用した場合においても、Alloy 800Hの950
C程度の高温下でのさまざまな変形挙動を前々報、全報と同程度の精度で表現できることを示した。
戸田 直博*; 片山 芳則; 辻 和彦*
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.647 - 649, 1998/03
蒸着で作成したアモルファス(a-)Ge,-Ge-Cu合金,a-Ge-Al合金の電気伝導度
を圧力
を8GPaまで、温度
を77-300Kの範囲で測定した。低温での
の温度依存性は、Mottの可変範囲ホッピング伝導モデルよりは、弱い電子格子カップリングのある場合のマルチフォノン・トンネリング遷移過程モデルによく一致した。圧力の増加に伴い、べき乗則の指数
が変化した。a-Ge
Cu
とa-Ge
Al
のどちらの合金においても、d(ln
)/d
は、低圧域では正の値,高圧域では負の値を示した。これらの結果をいくつかのホッピング伝導モデルの立場から議論する。
橘 幸男; 塩沢 周策; 深倉 寿一*; 松本 富士男*; 荒木 隆夫*
Nucl. Eng. Des., 172(1-2), p.93 - 102, 1997/00
被引用回数:10 パーセンタイル:61.77(Nuclear Science & Technology)高温工学試験研究炉(HTTR)の制御棒の被覆管はスクラム時に、最高約900
Cの高温となるため、HTTR制御棒に関する新たな高温構造設計指針及びその材料であるアロイ800Hに関する材料強度基準が必要とされた。そこで、米国機械学会(ASME)の高温構造設計指針であるCode Case N-47に基づき、高温構造設計指針を策定し、900
C(一部1000
C)までの材料強度基準を定めた。また、実機制御棒を対象とした温度解析及び応力解析を実施し、策定した指針に基づき強度評価を行った結果、制御棒の目標寿命である5年(スクラム回数50回に相当)を構造設計上の観点から満足することを示した。
鈴木 富男; 渡辺 勝利; 新藤 雅美
JAERI-Research 95-088, 16 Pages, 1996/01
酸化物分散強化型(ODS)合金の高性能高温ガス炉及び熱利用系の高温構造物用材料への適応性を検討するため、高温ガス炉近似ヘリウム雰囲気及び大気中でFe-Cr-Al-Y
O
系ODS合金の酸化試験をハステロイXR及びNi-Cr-W系耐熱合金とともに実施した。その結果、ODS合金はY
O
が分散したAl主体の酸化膜の形成により、高温ガス炉近似ヘリウム雰囲気及び大気中で優れた特性を示すことを明らかにした。さらに、ハステロイXRとNi-Cr-W系耐熱合金の酸化挙動についても比較検討した。
橘 幸男; E.Krempl*
Trans. ASME, Ser. H, 117, p.456 - 461, 1995/10
超過応力に基づく粘塑性理論(VBO)は降伏曲面及び除荷、負荷の条件を必要としない内部状態変数理論であり2つのテンソル内部状態変数、すなわち、平衡応力と移動応力を持つ。本論文では、高相対温度下での材料挙動を記述できる、VBOに基づくモデルを提案している。高相対温度下の材料挙動にVBOを適用する際には、拡散の影響を考慮するために、内部状態変数の発展式に回復項を導入する必要がある。本モデルでは平衡応力の発展式に回復項を加えており、さらに等方応力と呼ばれるスカラ内部状態変数の軟化を表現することで、遷移クリープ、定常クリープのみでなく、加速クリープをも再現できるようにしている。また、アロイ800Hのクリープ試験及び引張試験データに提案したモデルを適用し、これらのデータを精度よくシミュレートできることを示している。
斎藤 伸三; 田中 利幸; 数土 幸夫
Nucl. Eng. Des., 132, p.85 - 93, 1991/00
被引用回数:21 パーセンタイル:87.42(Nuclear Science & Technology)日本では、1969年以来高温ガス炉の開発を進めてきた。最初は原子力製鉄等を目的とした多目的高温ガス実験炉を計画していたが、社会的な状況の変化により、高温ガス炉の技術基盤の確立と高度化を目指した高温工学試験研究炉(HTTR)計画に変更した。HTTRは出力30MW、原子炉出口冷却材温度950
Cでピン・イン・プロック型の燃料を用いる。熱利用の試験も行うこととし、出口ガス温度950
C達成のために設計上色々と工夫を凝らした。国の安全審査は1989年2月に始まり、1990年11月に設置許可を得、現在、建設中である。
羽田 一彦; 西口 磯春; 武藤 康; 辻 宏和
Nucl. Eng. Des., 132, p.1 - 11, 1991/00
被引用回数:25 パーセンタイル:90.25(Nuclear Science & Technology)高温工学試験研究炉(HTTR)においては、第1種機器はヘリウム雰囲気下で通常運転時の最高温度が900
Cを超えることがあり、また、制御棒は原子炉スクラム時に約900
Cまで加熱される。超高温で使用する第1種機器用材料としてはニッケル基耐熱超合金のハステロイXRを開発し、また、制御棒用材料としては耐照射性を考慮し鉄基耐熱超合金のアロイ800Hを選定した。上記超合金のHTTRにおける使用条件は、LMFBRに適用する高温構造設計方針の適用範囲を超えているため、新たに高温構造設計方針を開発することが是非とも必要である。また、超高温ではクリープが非常に顕著に生ずるため、構造解析法としてクリープ解析法が必要になる。本論文は、上記超合金の選定・開発並びに高温構造設計方針及びクリープ解析法の開発成果を述べたものである。
岡本 政治
JAERI-M 84-080, 40 Pages, 1984/04
将来のガスタービンプラントやプロセスヒートプラントは、運転温度が高くなって行くことが予想される。温度が高くなると耐熱強度の点からセラミックが優利である。本報は、耐熱材料としての耐熱合金とセラミックスについて調査したもので、更に海外におけるセラミック熱交換器の開発状況の調査と、高温ガス炉の中間熱交換器への適用の可能性についても、検討を行なった。
辻村 重男
日本原子力学会誌, 17(8), p.398 - 403, 1975/08
わが国の核燃料,炉材料分析の進展を分析関係者の協力活動、特に原研の核燃料・炉材料等分析委員会の動きを中心にして述べた。核燃料ではウラン金属,二酸化ウラン,炭化ウラン、炉材料ではジルコニウム,ジルコニウム合金,ナトリウム,耐熱合金を対象として、分析方法の検討と標準試料の作製が行われた経過を記した。
Mohamad, A. B.; 古本 健一郎; 根本 義之; 井岡 郁夫; 佐藤 大樹*; 岡田 裕史*; 山下 真一郎; 逢坂 正彦
no journal, ,
Chromium (Cr) coated zirconium (Zr) based alloy cladding is the promising material for a near term accident tolerant fuel (ATF). Cr-coated Zr based cladding was fabricated by sputtering technique and HT oxidation tests were conducted up to different high temperatures (1100
C to 1400
C). The present work aims to investigate the metallography of Cr-coated Zr cladding after HT steam test. The result showed Cr
O
layers were formed as a protective oxide layer at the outmost layer for all samples. However, Cr-Zr-Fe phases were observed In particular, the main phases observed in the cross-sectional area were Cr
O
, Cr, ZrO
, Cr-Zr, and Zr situated from outer to inner of the sample after HT test. The details of the microstructure and mechanism of these samples will be discussed in the presentation.
Mohamad, A. B.; 岡田 裕史*; 佐藤 大樹*; 井岡 郁夫; 鈴木 恵理子; 根本 義之
no journal, ,
Chromium (Cr) coated zirconium (Zr) based alloy cladding is the promising material for a near term accident tolerant fuel (ATF). Cr-coated Zr based cladding was fabricated by sputtering technique and simulated LOCA tests were conducted up to different high temperatures (1200
C to 1350
C). The present work aims to investigate the metallography of Cr-coated Zr cladding after LOCA test. The result showed Cr
O
layers were formed as a protective oxide layer at the outmost layer for all samples. However, Cr-Zr phases were observed for the samples which tested up to 1300
C and 1350
C, seems that the Cr-Zr reaction had occurred at this temperature. In addition, Cr-Zr layer in the sample tested up to 1350
C was thicker than which in the sample tested up 1300
C. In particular, the main phases observed in the cross-sectional area were Cr
O
, Cr, ZrO
, Cr-Zr, and Zr situated from outer to inner of the sample after LOCA test. The details of the microstructure on these samples will be discussed in the presentation.