2016 Fiscal Year Annual Research Report
Application of morphological analysis of the interface at oxide and alloy for continuous quantitative evaluation on initiation process of stress corrosion cracking
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26420003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
竹田 陽一 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40374970)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市川 裕士 東北大学, 工学研究科, 助教 (80451540)
阿部 博志 東北大学, 工学研究科, 助教 (30540695)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 応力腐食割れ / 酸化 / 高温水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軽水炉発電プラントにおける構造材料の応力腐食割れの進行には固相酸化を含めた酸化反応が本質であり，その反応と元素拡散には粒界，ひずみ分布など多様な因子が作用する．これまで個々の素過程についてはいくらか解明が進んでいるが，実験的難しさもあり，全体過程は十分に解明されていない．本研究では別の視点として，全体反応の結果としての皮膜／合金界面の起伏に着目し，その形態を定量的に特性づけることで割れの予兆検出とき裂発生に至るまでの全容を解明していく．３年次計画のうち，3年次である平成28年度の実績の概要は以下の通りである．
初年度から実施している高温水中に形成されたステンレス鋼表面多層皮膜に対し，酸化局在化パラメータの定量評価を進めた．昨年度までに酸化時間に伴う起伏回復傾向，起伏成長の傾向の時間依存性を得たが，実機プラントで得られた観察結果に対しても酸化局在化パラメータの算出を試みた．実機での割れ近傍の局在化パラメータは他の実験室試験片に対して，割れを示す傾向が強く表れており，本手法による割れ予測の可能性が示された．
また，これまでは界面位置のヒストグラムより上述の局在化パラメータを算出したが，界面形状に対してフラクタル理論を適用した解析を試みた．しかし，得られたフラクタル次元に試験条件毎の大きな違いは見られず，評価指針としての有用性は高くなかった．これは，観察範囲が狭く，十分な数の粒界や介在物を評価範囲に含めていないことが原因として考えられ，評価範囲の拡大が今後の課題である．
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