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Ni合金・低合金鋼溶接部材CBB試験片と腐食雰囲気と応力拡大係数を変化させたSUS304ステンレス鋼CT試験片を作製し、各々の試験を行った後、応力腐食割れ挙動について３次元キャラクタリゼーションにより研究した。まず、溶接部材に関してはCBB試験、逐次研磨法による３Ｄ組織観察、3種類の階層的応力測定（電子線SEM/EBSD-Wilkinson法、Ｘ線応力測定法および中性子線応力測定法）を行った。SCCき裂は3次元的に見てインコネルの大角粒界を優先的に進展し、Ⅱ型粒界で屈曲することがわかった。応力分布はインコネル側が引張、低合金鋼側は圧縮であるが、さらにインコネル粒内の応力分布が溶接凝固時の結晶成長方位に依存して差が大きいことがわかった。界面では低合金鋼側に酸化物が生成しており、SCCき裂はいったん停留した後に低合金鋼内をほぼ平面的に進展した。原子炉実機で観察された溶接界面近傍でSCCき裂進展が抑制される要因として、Ⅱ型粒界に沿ったき裂の分岐、低合金鋼側の圧縮残留応力、および界面直下の低合金鋼の酸化が考えられた。また、インコネルに発生するⅡ型結晶粒界の生成機構を示した。
一方、鋭敏化処理したSUS304ステンレス鋼ＣＴ試験片におけるSCCき裂進展挙動が応力拡大係数、腐食環境およびδフェライト粒に影響される様子をシリアルセクションニング法を用いた3次元観察によって明らかにした。過酸化水素水濃度が高く応力拡大係数が低い場合は腐食支配型のSCCき裂進展となりき裂は粒界性格に依存していくつにも分岐し先端の塑性域や応力場は低くなるが、腐食環境が低いと応力拡大係数が大きくならないと進展せず、しかもき裂は平面的に大きな塑性域と応力場を伴って進展することが示された。
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