| 研究課題/領域番号 |
23K25849
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| 補助金の研究課題番号 |
23H01152 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
笠田 竜太 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20335227)
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| 研究分担者 |
近藤 創介 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10563984)
余 浩 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10825871)
大畑 充 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (20294027)
松川 義孝 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70566356)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2025年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2024年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2023年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 照射脆化 / 破壊靭性 / 超微小試験技術 / ローカルアプローチ / 変形 / 低放射化フェライト鋼 / 析出物 / マイクロピラー圧縮試験 / 微細組織 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核融合炉に用いられるフェライト系鉄鋼材料の照射脆化耐性の向上のために、微量添加元素による析出物の強靭化という冶金学的方法論の妥当性と、析出物の強度・破壊靭性が鉄鋼材料全体の破壊靭性に及ぼす影響について、超微小試験技術を用いた析出物単体の力学特性評価と、破壊力学におけるローカルアプローチの観点から明らかにする。これまでに代表者らが超微小試験技術によって見出した鋼中炭化物単体の合金元素置換による強靭化現象を他の析出物に応用するとともに照射材に展開し、これまで未解明だった鉄鋼材料の照射脆化耐性発現機構を明らかにしようとする研究である。
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| 研究実績の概要 |
核融合炉に用いられるフェライト系鉄鋼材料の照射脆化耐性の向上のために、微量添加元素による析出物の強靭化という冶金学的方法論の妥当性と、析出物の強度・破壊靭性が鉄鋼材料全体の破壊靭性に及ぼす影響について、超微小試験技術を用いた析出物単体の力学特性評価と、破壊力学におけるローカルアプローチの観点から明らかにすることを目的として、当該年度は下記の実績が得られた。
・低放射化フェライト鋼等のフェライト系耐熱鋼の主要な炭化物であるM23C6のモデル単体炭化物の強度特性について、マイクロピラー圧縮後の組織観察により変形挙動に及ぼす照射影響を明らかにした。
・同鋼中に時効析出する金属間化合物であるラーベス相（Fe2W、類似材としてFe2Mo）やG相の単体もしくは単体に近い試料を作製した。
・析出物の強度・破壊特性の変化がマクロ強度・破壊特性に及ぼす影響について、ローカルアプローチの観点からの論点を整理し、実験的に評価すべき項目を明らかにした。
・超微小試験技術であるマイクロピラー圧縮試験とナノインデンテーション硬さ試験をイオン照射材に適用するための新しい解析モデルや相関則について示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画していた析出物単体の変形・破壊強度評価のうち、M23C6型炭化物の評価は順調に進んでいるが、Fe2Wラーベス相については長時間時効による粗大化した試料の作製が困難であることが確認され、モデル材として類似の性質を示すと予想されるFe2Moの作製も進めて対処した。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度に作製した試料に対するイオン照射実験、マイクロピラー圧縮試験等の超微小試験技術による強度・破壊特性評価を進める。得られた結果について、ローカルアプローチによるモデル化への影響について検討を進める。
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