| 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) |
2024-04-01 – 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 | 低放射化フェライト鋼 / 照射硬化 / 照射脆化 / ラーベス相 / ローカルアプローチ / ナノインデンテーション / 破壊靭性 / 超微小試験技術 / 変形 / 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、計画2年目の当該年度は下記の実績が得られた。
・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）の粗大化試料を作製し、ナノインデンテーション法によってヤング率や押込み硬さを評価した。また、プロトン照射によってFe2Moラーベス相が照射硬化挙動を示すことを明らかにした。
・低放射化フェライト鋼F82Hの局所変形挙動を調べ、イオン照射後にラス組織に起因する局所すべり変形の促進が見られることを明らかにした。
・低放射化フェライト鋼の照射脆化について、従来のマトリックスの照射硬化から脆化を現象論的に予測することに加えて、局所変形から局所破壊に繋がるローカルアプローチ的な視座から照射脆化モデルを構築することの妥当性が示されつつあると考えられる。
・更に、W被覆F82HのF82H部において照射硬化が抑制されるという現象を発見し、照射硬化・脆化モデルに新たな視点が必要であることを見出した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
ラーベス相の基本的な力学特性と照射影響については明らかにすることができたが、ラーベス相の粗大化に限界が有り、マイクロピラー圧縮試験の適用は困難であった。一方で、F82Hの局所変形挙動や照射硬化現象については新たな成果が得られており、全般としてはおおむね順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、低放射化フェライト鋼の照射脆化のローカルアプローチ的な観点からの新たなモデル構築に向けて、これまでに得られた微細組織因子の変形・破壊挙動の統合化を進める。また、W被覆F82Hで見出された照射硬化の抑制現象の要因を明らかにする。
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