高温水中応力腐食割れの弾塑性異方性効果に対する力学・電気化学相互作用機構

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20560063
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 呂 戦鵬 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (30419999)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 庄子 哲雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80091700) ; 竹田 陽一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40374970)
• Keywords: 環境強度 / 応力腐食割れ / 弾塑性異方性

Research Abstract

模擬沸騰水型軽水炉環境にて、冷間加工した316Lステンレス鋼の圧延方向、およびその直角方向という2種類のき裂進展方向における応力腐食割れ進展速度を測定した。応力腐食割れ進展が定常状態に移行するまでの間、若干長めの潜伏期間が観察された。本試験は現在も継続中である。模擬加圧水型軽水炉環境にて、一方向にのみ冷間圧延したニッケル基690合金の試験では、局所的な割れが観察された。実験室における応力腐食割れ試験では、均一ではないき裂進展面の形状が観察された。例えば、模擬BWR環境および模擬PWR環境中で試験したニッケル基合金では、不均一なき裂進展面形状を呈した。き裂進展に及ぼす不均一き裂進展面形状の影響を解析することは、き裂進展の定量評価において重要である。有限要素解析によれば、局所的な応力拡大係数Kの分布は、不均一なき裂進展面の形状とその寸法の影響を極めて大きく受けることを示す。局所的に進展したき裂面における応力拡大係数は著しく減少する。一般にCGRと応力拡大係数Kの間の非線形な関係から、局所的に進展したき裂面とその周囲におけるき裂進展速度が極めて異なると予測される。不均一なき裂面形状の進展においては幾つかの傾向がある。例えば、一旦き裂が進展しても、局所的に突き出た領域のき裂進展速度の方が高くなってしまい、その結果き裂面は一様になる傾向にある。一方、もしき裂が進展しなかった領域のき裂進展が小のままであった場合、き裂面先端のき裂進展速度が低下する可能性がある。