2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation on the neutron irradiation properties and inhomogeneous deformation of dissimilar-metals weld joints between low-activation ferritic steel and stainless steel
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26289358
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40311203)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野上 修平 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00431528)
四竈 樹男 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (30196365)
申 晶潔 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 特任研究員 (80824747)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 異材接合 / 中性子照射効果 / 不均質変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は最終年度であり追加的な実験及びこれまでの結果の解析、さらに研究のまとめを行った。中性子照射材の衝撃試験により、本研究で試作した低放射化フェライト鋼F82Hと316Lステンレス鋼の異材溶接継手は、ITERあるいは原型炉条件で想定される300℃、0.1 dpaの中性子照射後も、良好な衝撃特性、延性を有することを示した。さらに、中性子照射後の機械特性データを得て、これを有限要素法計算に入力し、異材溶接継手の不均質変形挙動を解析し、接合強度は1540 MPa以上と推定できた。計算で求めた衝撃試験の形状と、実際の照射後試験片との形状を測定し比較した。316L鋼部分では計算で実験をよく再現できたが、F82Hでは誤差が大きくなった。より正確なシミュレーションのためには、試験冶具と試験片との接触点、すなわち支点におけるすべりと試験片の回転を取り入れる必要があることが分かった。一方本研究では、F82Hの熱影響部と思われる位置で局所的に非常に大きな照射硬化領域が新たに発見された。これについては、溶接時の熱負荷で炭化物が分解固溶し、それが照射中に微細高密度に再析出することが原因として考えられる。これを避けるためには照射前の溶接後熱処理であらかじめ炭化物を適切に析出させておくことが有効と考えれる。本研究の範囲では、大きな照射硬化領域は衝撃特性を劣化させなかったが、例えばより高照射量まで継手を使用する場合には、溶接後熱処理条件を再検討する必要がある。一方、先進的な原型炉のブランケットとして、F82Hではなくより高温強度の高い酸化物分散強化フェライト鋼を使用する場合の異材接合についても検討した。フェライト鋼と酸化物分散強化鋼の異材接合材の溶接金属の機械特性、微細組織はフェライト鋼の溶接の場合と同様なので、本研究と同様の溶接条件が適用できると考えられる。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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