原子力材料の照射脆化評価のための転位に対する障害強度因子の実験的研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208057
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松井 秀樹 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50005980)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福元 謙一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30261506)
• Keywords: 電子顕微鏡 / その場観察 / 軽水炉圧力容器鋼 / 鉄合金 / 照射硬化 / 照射脆化 / DBTT / 転位

Research Abstract

今年度予定した主要な研究内容は、研究対象とする試料の作成と、電子顕微鏡内での引張試験その場観察の設備の整備と手法の確立であった。
試料作成としては、Fe-1%Cu, Fe-0.3%Cu合金を準備し、焼き入れ、時効処理を行ったものをそれぞれ準備した。ニッケル、マンガン、燐合金については、溶製まで完了した。
既設の400kV電子顕微鏡にCCDカメラの取り付けを行った。また、その場引張試験のための電子顕微鏡ホルダーを購入した。当初の計画ではメーカーと共同開発により製作する予定であったが、想定した機能をもつ既成の製品があることが分かったので、これを購入することにした。
電子顕微鏡内引張試験のための試料作成に、相当の時間を要した。これは電子顕微鏡観察可能な薄さで、かつ応力を負荷可能な形状の試料を成形することが容易でなかったためである。
電子顕微鏡内引張試験による予備的なその場観察を実施した。焼き入れ材においては転位の運動はスムースで、通常のパイエルス力に支配された運動であることが推察された。一方、時効材においては、電子顕微鏡では何の析出物も観察することが出来なかったが、転位は明らかに沢山のカスプを伴っており、点状の障害物により運動を妨げられていることが明らかになった。また、このようなカスプの密度は事項条件によって大きく変化した。次年度以降は、これらを定量的に評価することにより、通常の機械的試験により求めた硬化との比較を行って行く予定であるが、本年度の上記のような成果は、次年度以降の研究計画が妥当であることを保証するものである。

Research Products

• [Publications] H.Matsui: "Effects of temperature change on microstructural evolution in vanadium alloys under ion irradiation up to high damage levels"J. Nucl. Mater. 307・311. 398-402 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "High resistance to helium embrittlement in reduced activation martensitic steels"J. Nucl. Mater. 307・311. 521-526 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "Vanadium alloys-overview and recent results"J. Nucl. Mater. 307・311. 547-554 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "Surface segregation and oxidation of Ti in a V-Ti alloy"J. Nucl. Mater. 307・311. 580-584 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "High temperature performance of highly purified V-4Cr-4Ti alloy, NIFS-Heat1"J. Nucl. Mater. 307・311. 610-614 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "Effect of Impurity levels on precipitation behavior in the low-activation V-4Cr-4Ti alloys"J. Nucl. Mater. 307・311. 620-624 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "Effect of undersized solute atoms on point defect behavior in V-A (A=Fe, Cr and Si) binary alloys studied by using HVEM"J. Nucl. Mater. 307・311. 930-934 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "In situ TEM observation of dislocation movement through the ultrafine obstacles in an Fe alloy"J. Nucl. Mater. 307・311. 946-950 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "Study of point defect behavior in V-Ti alloys using HVEM"J. Nucl. Mater. 307・311. 951-955 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "In situ observaton of glide motions of SIA-type loops in vanadium and V-5Ti under HVEM irradiation"J. Nucl. Mater. 307・311. 993-997 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "Helium analysis from the DHCE-1 simulation experiment"J. Nucl. Mater. 307・311. 1488-1493 (2002)
• [Publications] H.Matsui: "Correlation between subsize and full-size charpy impact properties of neutron-irradiated reactor pressure vessel steels"ASTM STP1418. 4. 137-150 (2002)