| 研究概要 |
923K、873Kでα線照射によってヘリウムを導入したFe-Ni-Cr系オーステナイト合金および823Kで照射した低放射化フェライト鋼について、同じ温度で長期間に渡って一定応力を付加した試験片のヘリウム気泡組織を調べ、データの蓄積を図った。結果はこれまでと同様で、オーステナイト鋼においては、粒内では気泡サイズは保持時間ないしは付加応力とともに大きくなる傾向を示したが、数密度に対する有意な影響は無いようであった。同じ様相は粒界気泡においても認められた。なお、導入ヘリウム量が増えると、昨年とは異なり、M_23C_6がない材料でも気泡サイズ分布でピークが二つになる事例があった。これらの材料ではM(C,N)形の析出が観察されたので、二重ピークの成因がM(C,N)と転位という気泡捕獲場所の違いによると推定し、分離観察を実施した。結果は仮説が否定され、原因は不明のままである。一方、低放射化フェライト鋼では、いずれの場合でも気泡サイズがオーステナイト鋼より小さく、粒界においては不安定成長を起こす臨界サイズには至っていないと判断される。
ヘリウム気泡成長の全体的なパラメータ依存性は上記のとおりであるが、オーステナイト合金では粒内の捕獲サイトと粒内気泡組織の関係および粒界一付加応力間の角度と粒界気泡組織の関係について調べた。前者に関しては、粒内の捕獲サイトが高密度である場合は、粒界近傍における気泡枯渇領域の幅が狭いことが分かった。この領域では気泡サイズは粒内と同じであるが、数密度が減少していた。また、粒界と付加応力のなす角度が粒界気泡分布に与える効果については、付加応力方向が粒界の垂線方向に近づくにつれて、気泡サイズには変化がないものの、数密度が増加することが明らかとなった。この結果は、ヘリウム脆化を起こして破断した試験片の側面において、応力と垂直な粒界で多くのクラックが存在するという観察結果と整合している。
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