2013 Fiscal Year Annual Research Report
低放射化ODS鋼における耐Swelling性のナノ・メゾ組織定量化モデルの構築
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25289338
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木村 晃彦 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (90195355)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋冨 興宣 京都大学, エネルギー理工学研究所, その他 (80506858)
大村 高正 京都大学, エネルギー理工学研究所, その他 (30506861)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | イオン照射硬化 / ODS鋼 / 再結晶化 / 結晶粒度依存性 |
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| Research Abstract |
結晶粒界による照射欠陥集合体の捕獲能（Trapping Capacity)を調査するため、イオン加速器を用いて、再結晶処理の前後のODS鋼に対してイオン照射影響評価を実施した。用いた材料は、Al添加ODS鋼であり、成分は15Cr-3Al-2W-0.5Zr-0.3Y2O3である。材料は、1150℃での熱間押し出し後に、1150℃において熱間鍛造を行い、最終熱処理として、1050℃、1時間の焼鈍を行った後に空冷したものをAs-received材とした。また、再結晶化のため、As-received材に1350℃で1時間の焼鈍を施したものをRecrystallized材とした。イオン照射はDuETを用い、6.4MeV鉄イオン（Fe3+）を300℃および470℃において実施した。損傷量は、300℃と470℃において、それぞれ、10 dpaおよび30 dpaとした。
イオン照射による硬化をナノインデンター（G200）を用いて評価した結果、照射硬化量は、再結晶化により、増大する傾向を示すことが判明した。すなわち、再結晶化材の照射硬化量は受け入れ材と比較するといずれの照射温度においても増大している。再結晶材の特徴としては、結晶粒度が大きいことがあげられる。結晶粒度が大きい場合は、転位ループなどの照射欠陥集合体の形成が促進される可能性のあることが指摘されている。これは、微細結晶からなる材料においては、結晶粒界面積が大きく、結晶粒界が点欠陥や欠陥集合体の吸収場所となり、バルク内での転位ループの形成を抑制するためと考えられる。すなわち、再結晶化処理を行った材料においては、結晶粒が粗大化し、粒界面積が減少するため、点欠陥などの捕獲消滅場所が減少し、その結果、逆に結晶粒内において照射損傷組織が促進されるため、照射硬化量が増大すると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度は、ナノ酸化物粒子のサイズを小さくし、数密度を増大させた新しいODS鋼の製造に重点を置いた。製造ラインが混雑したたため、材料の製造が遅れてしまったため、実験の進捗に影響が出てしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の成果で特に重要な点は、１）再結晶化処理を施すことで、照射硬化量が増大した点である。これは、結晶粒界が照射欠陥の有効な捕獲サイトして作用することを示唆しており、実験計画時の予想と一致している。今後は、捕獲能の定量化を目指す。また、今年度新たに製造したODS鋼の室温における強度特性を評価した結果、従来のODS鋼に比べ、強度特性の優れた高性能のODS鋼の製造に成功している。この高い性能は、酸化物粒子の微細分散に起因していると推測されることから、一層の耐照射性能向上が期待される。酸化物粒子による照射欠陥の捕獲能を定量化するための実験を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度に新材料の照射試験を計画していたが、新材料の作製が遅れてしまったため、照射実験は既存材料を用いた予備試験のみを実施した。そのため、実験が計画の一部に限られたため。
H26年度は、照射実験を直ちに開始、遅れていた照射データ取得のための実験消耗品を購入するための費用に充当する。
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