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微小試験片を用いた応力腐食割れ評価手法の開発に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 63302023
研究種目

総合研究(A)

配分区分補助金
研究分野 機械材料工学
研究機関東北大学

研究代表者

高橋 秀明  東北大学, 工学部, 教授 (10005267)

研究分担者 中島 甫  日本原子力研究所, 室長
三沢 俊平  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (70005982)
玉川 欣治  東北大学, 工学部, 助手 (30005368)
橋田 俊之  東北大学, 工学部, 助手 (40180814)
庄子 哲雄  東北大学, 工学部, 教授 (80091700)
三沢 俊平  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (90104041)
研究期間 (年度) 1988 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
1989年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1988年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワード軽水炉 / 高温高圧水環境 / 微小試験片 / スモ-ルパンチ試験 / 応力腐食割れ / 低ひずみ速度試験 / 割れ臨界電位 / 高温高圧水還境 / 軽小炉 / 水冷却型核融合炉 / A508鋼オーステナイト系ステンレス鋼 / 応力腐食割れ試験 / 低ひずみ速度引張り試験 / 硫黄含有量 / ひずみ速度
研究概要

軽水炉あるいは将来の水冷却型核融合炉において多くの圧力壁は過酷な高温高圧水環境に曝されるため、環境強度の定量的評価が重要であり、その手法の開発が緊急の課題として採り上げられてきている。特に今後重照射を受けた材料の照射誘起応力腐食割れ評価等においては使用可能試験片は極めて小型であることが避けられず、微小試験片を用いた環境強度評価手法の開発が切望されている。
φ3mmTEMディスクおよび10mm角の照射用微小試験片によるSP-SCC感受性評価試験のために、オ-トクレイブ内に小型パンチ(SP)試験治具を備えた試験装置を開発した。この装置により各種構造用鋼のアノ-ド分極曲線を測定し、TEMディスク試験片でも高温高圧水中での耐食性評価が可能であることを実証した。種々の電位をかけた状態でSP試験による破壊エネルギ-を測定し、SCC感受性を有する鋭敏化オ-ステナイトステンレス鋼(Type304鋼)は腐食電位および過不動態域においてSPエネルギ-の著しい減少が認められたことから、割れ電位域を見出すことができた。過不動態電位における破壊エネルギ-はクロスヘッド速度に依存し、2x10^<-5>m/s(歪み速度=8x10^<-13>s^<-1>)において最小となることが明らかになった。この割れ感受性最大速度は、通常の評価試験として用いられるSSRT(低歪み速度)法より3桁程度速い。このことは測定時間の短縮につながり、照射材取り扱いの観点から迅速・簡便な評価法として大変有利である。フェライト系鋼(HT-9鋼)では、SCC感受性が小さいことをSP-SCC法により確かめることができた。他方、SSRT法を照射用微小引張試験片(長さ16mm、平行部5mm)に適用した電気化学的制御SSRT-SCC試験装置を試作開発した。1.5x10^<-6>s^<-1>以下の歪み速度において粒界型SCC現象を発現できた。

報告書

(3件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 庄子哲雄、相沢周二、高橋秀明: "軽水炉水環境下における原子炉圧力容器鋼の応力腐食割れ" 日本機械学会論文集(A編). 54. 1251-1257 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Shoji,H.Takahashi,S.Aizawa and M.Saito: "Effect of Sulfate Contamination,Sulfurin Steels and Strain Rate on Critical Cracking Potential for SCC" Proc.3rd Int'l Symposium on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactor,EDs.,G.J.Theusand J.R.Weeks,The Metallungical Society. 251-259 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 庄子哲雄、高橋秀明、多田真也: "低合金鋼の高温高圧水中応力腐食割れ挙動のコンピュ-タ・シミュレ-ション" 第35回腐食防食討論会講演集. 409-412 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 庄子哲雄、斉藤幹男: "圧力容器鋼の高温高圧水中応力腐食割れ臨界電位に及ぼす材料環境及び力学因子の影響" 第35回腐食防食討論会講演集. 425-428 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Misawa,Y.Hamaguchi,M.Saito: "Stress Corrosion Cracking and Hydrogen Embrittlement Studies of Austenitic and Ferritic Steels by Small Punch Test" J.Nuclear Materials. 155-157. 749-753 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Misawa,S.Nagata,N.Aoki,J.Ishizaka,Y.Hamaguchi: "Fracture Toughness Evaluation of Fusion Reactor Structural Steels at Low Temperatures by Small Punch Tests" J.Nuclear Materials. 169. 225-232 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Misawa,T.Ohtsuka,M.Seo,M.Saito: "Comparision of Stress Corrosion Cracking Susceptibility of Austenitic and Ferritic Stainless Steels in Small Punch Testing" J.Nuclear Materials(in press). (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Misawa,K.Suzuki,M.Saito,Y.Hamaguchi: "Determination of a Minimum Quantity of Irradiated Ferritic Steel Specimens for Small Punch DBTT Testing" J.Nuclear Materials(in press). (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Suzuki,M.Eto,T.Misawa et al.: "Evaluation of Toughness Degradiation by Small Punch(SP)Tests for Neutron Irradiated 2 1/4 Cr-1Mo Steel" (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Shoji,K.Kiuchi and T.Kondo: "Materials Compatibility with High Temerature Waters and Long Term Stability in Nuclear Reactor Envipronments" Proc.Fourth International Symposium on Environmental Degradation of Materials in Unclear Power Systems-Water Reactors(to be published). (1990)

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    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Shoji, H. Takahashi, S. Aizawa, and M. Saito: "Effect of Sulfate Contamination Sulfur in Steels and Strain Rate on Critical Cracking Potential for SCC" Proc. 3rd Int. Sympo. on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactor. 251-259 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Misawa, Y. Hamaguchi, M. Saito: "Stress Corrosion Cracking and Hydrogen Embrittlement Studies of Austenitic and Ferritic Steels by Small Punch Test." J. Nuclear Materials. 155-157. 749-753 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Misawa, S. Nagata, N. Aoki, J. Ishizaka, and Y. Hamaguchi: "Fracture Toughness Evaluation of Fusion Reactor Structural Steels at Low Temperatures by Small Punch Tests." J. Nuclear Materials. 169. 225-232 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Misawa,S.Nagata,N.Aoki,J.Ishizaka,Y.Hamaguchi: "Fracture Toughness Evaluation of Fusion Reactor Structural Steels at Low Temperatures by Small Punch Tests" J.Nuclear Materials. 225-232 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Misawa,T.Ohtsuka,M.Seo,M.Saito: "Comparision of Stress Corrosion Cracking Susceptibility of Austenitic and Ferritic Stainless Steels in Small Punch Testing" J.Nuclear Materials. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Misawa,K.Suzuki.M.Saito,Y.Hamaguchi: "Determination of a Minimum Quantity of Irradiated Ferritic Steel Specimens for Small Punch DBT testing" J.Nuclear Materials. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suzuki,M.Eto,T.Misawa et al.: "Evaluation of Toughness Degradiation by Small Punch(SP)Tests for Neutron Irradiated 21/4 Cr-1Mo Steel" J.Nuclear Materials. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shoji,K.Kiuchi and T.Kondo: "Materials Compatibility with High Temperature Waters and Long Term Stablity in Nuclear Reactor Environments" Proc Fourth International Symposium on Environmental Degradation of Materials in Unclear Power Systems-Water Reactors. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 庄子哲雄、相沢周二、高橋秀明: 日本機械学会論文集(A編). 54. 1251-1257 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shoji,;H.Takahashi,;S.Aizawa,;M.Saito.: Proc.3rd.Int'l Symposium on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactor,Eds,G.J.Theus and J.R.Weeks,The Metallurgical Society. 251-259 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 庄子哲雄、高橋秀明、多田真也: 第35回腐食防食討論会講演集. 409-412 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 庄子哲雄、斉藤幹男: 第35回腐食防食討論会講演集. 425-428 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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