2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ni基高Cr合金の粒界応力腐食割れき裂進展機構解明と保全技術の創成
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25289348
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
米澤 利夫 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 産学官連携研究員 (10422081)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 真史 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60312659)
竹田 陽一 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40374970)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 原子力材料 / 環境強度 / 応力腐食割れ / ナノメーター / Spring-8 / 粒界構造 / 残留応力 / 積層欠陥エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ni基高CrのTT690合金は、耐応力腐食割れ材料として世界の加圧水型軽水炉で多用されているが、近年一部の研究者から「TT690合金高度冷間加工材は、応力腐食割れき裂進展速度が大きい」との報告がなされ、米国では軽水炉の信頼性維持の観点で大問題となり、国際評価グループが設けられ、その一員である本研究代表者には、TT690合金の応力腐食割れき裂進展に対する抜本的な学術研究を強く求められている。
本研究では、材料面からは、粒界酸化を加速させる物理要因（溶製時の共晶炭化物残留による粒界酸化促進や、粒界近傍局所の積層欠陥エネルギー値低下による硬化等）を明確にし、応力面からは粒界近傍局所の応力・ひずみ解析を、環境面からは、腐食環境下その場（In-situ）計測を基に腐食挙動解析を行い、Ni基高Cr合金の粒界応力腐食割れき裂進展機構解明を図り、信頼性評価や寿命評価等の保全技術の創成を行うこととした。
その結果、平成25年度に作製した供試材、確立した実験手法、得られた実験結果を基に、平成26年度には、Task 1として、高分解能電子顕微鏡で極微小領域の共晶炭・窒化物を観察し、共晶炭・窒化物残留度と、冷間加工による割れの有無との相関を把握し、粒界近傍局所の積層欠陥エネルギー値を精度良く計測した。Task 2として、SPring-8の放射光X線を用い、結晶粒界近傍の局所残留応力・ひずみを精度よく計測した。Task 3として、SPring-8に設置した専用オートクレーブを用いて、応力腐食割れ環境その場（in-situ）での結晶粒界の酸化挙動解明を行い、応力腐食割れの死体解剖ではなく腐食環境下での腐食挙動を把握した。
これらの得られた研究成果を、Expert Meetingでの口頭発表、この種分野の最も権威ある学会誌に投稿し、世界のこの種専門家の批判を仰ぐとともに、今後の研究推進に役立てることが出来た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度には、年度初めに計画した内容についてほぼ計画通りに推進する事が出来おおむね順調に進展していると言える。
すなわち、Task 1として、高分解能電子顕微鏡で極微小領域の共晶炭・窒化物を観察し、共晶炭・窒化物残留度と、冷間加工による割れの有無との相関を把握し、粒界近傍局所の積層欠陥エネルギー値を精度良く計測した。Task 2として、SPring-8の放射光X線を用い、結晶粒界近傍の局所残留応力・ひずみを精度よく計測した。Task 3として、SPring-8に設置した専用オートクレーブを用いて、応力腐食割れ環境その場（in-situ）での結晶粒界の酸化挙動解明を行い、応力腐食割れの死体解剖ではなく腐食環境下での腐食挙動を把握した。
さらに、これらの得られた研究成果を、12月に米国フロリダ州タンパで開催されたEPRI主催のExpert Meetingで発表し、世界のこの種専門家の批判を仰ぐとともに、今後の研究推進に役立てることが出来た。その上、この分野で最も権威のある学会誌のMetallurgical and Materials Transactionsにその成果を投稿する事が出来た。
これらの事から本研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度に得られた高分解能電子顕微鏡による極微小領域の共晶炭・窒化物残留度合いと冷間加工による割れのとの相関、精度良い粒界近傍局所の積層欠陥エネルギー値を基にして、平成27年度にはNi基高Cr合金の材料、応力、環境面からの粒界応力腐食割れき裂進展機構解明を図るとともに、平成26年度に引き続いて、SPring-8の放射光X線を用い、結晶粒界近傍の局所残留応力・ひずみの精度良い計測、応力腐食割れ環境その場（in-situ）での結晶粒界の酸化挙動解明を行い、Ni基高Cr合金の粒界応力腐食割れ進展機構に基づく保全技術の創成を図る。
さらに、得られた研究成果を、8月にカナダオタワで開催される17th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems - Water Reactorsと、12月に米国フロリダ州タンパで開催されるExpert Meetingで発表し、世界のこの種専門家の批判を仰ぐとともに、本保全技術創成に役立てる。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は平成26年度研究を効率的に推進した事に伴い発生した未使用額であり、平成27年度請求額と併せ、平成27年度の研究遂行に使用する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
高分解能電子顕微鏡試料作成の消耗品費に充てる予定である。
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| Remarks |
http://www.fri.niche.tohoku.ac.jp/yonezawa/index.html
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Research Products
(8 results)
