核融合炉低放射化材料の低サイクル疲労特性に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480117
• Research Institution: Natiomal Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 室賀 健夫 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 教授 (60174322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長坂 琢也 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (40311203) ; 西村 新 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60156099)
• Keywords: 低放射化材料 / フェライト鋼 / バナジウム合金 / 低サイクル疲労 / 材料強度

Research Abstract

核融合炉構造材料候補材として期待され、大学の共同研究で開発した低放射化フェライト鋼JLF-1および高純度V-4Cr-4Ti合金(NIFS-HEAT-2)について、低サイクル疲労試験、破壊靭性試験およびその基礎特性としての組織安定性の研究をを実施した。本年度はとくに、雰囲気の影響を受けやすいとされるV-4Cr-4Ti合金について、前年度製作した高温真空試験チャンバーを用い、超高真空と大気での破壊靭性の比較試験を行った。その結果、雰囲気が破壊靭性試験に有意な影響を与えないことが明かになった。本合金は製作過程の影響で、圧延方向にチタンの析出物が層状分布しており、強度の異方性が懸念されたが、破壊靭性に関しては方向依存が認められなかった。また、規格サイズ試験を行なうのに必要な1インチ厚板の最適な熱処理を求める必要があり、板厚を変えた各試料につき熱処理温度と結晶粒成長の関係を明らかにし、950-1000℃が最適な温度であることが明かになった。以上より、V-4Cr-4Ti合金の規格サイズ破壊靭性試験の手法を確立することができた。低放射化フェライト鋼については、評価された規格サイズ低サイクル疲労特性と、ミニサイズ試験、および中性子照射したミニサイズ試験の特性との比較が行われた。さらに、高温硬度計、高温X線回折装置を用いて、高温保持中の強度変化と組織変化を同時観察し、高温変形試験に伴う硬度変化と組織変化の基礎情報を得た。

Research Products

• [Publications] 長坂琢也: "Hardening of Vanadium Doped with Nitrogen by Heavy Ion Irradiation and Post Irradiation Annealing"ASTM Special Technical Publications. 1405. 746-761 (2001)
• [Publications] 長坂琢也: "Fabrication of high-purity V-4Cr-4Ti low activation alloy products"Fusion Technology. 39. 659-663 (2001)