ステンレス鋼のイオン照射後変形挙動解析による照射誘起応力腐食割れ機構解明の新展開

通过分析不锈钢离子辐照后的变形行为阐明辐照应力腐蚀开裂机理的新进展

基本信息

批准号：
09J04403
负责人：
丹野敬嗣
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

ステンレス鋼の不均一変形挙動と局所的なひずみの集中が照射誘起応力腐食割れ(IASCC)につながるき裂発生に及ぼす影響を調べるために、水素イオン照射したオーステナイトステンレス鋼の疲労試験を行った。また、粒界に集積する可能性のあるヘリウム(He)の影響についても調べた。照射損傷導入による不均一変形の発現により、微小き裂発生に要する疲労負荷繰返し数の減少が生じることが明らかとなった。また、き裂発生箇所とEBSD解析の比較により、4種類のサイトで微小き裂が発生することが明らかとなり、特にすべり線上では、照射によって発生割合が大幅に増加した。微小き裂発生要因として表面形状と塑性ひずみに着目した結果、照射材では表面形状が微小き裂発生の主要因となると考えられる。微小き裂発生までの表面形状の発達過程を調べた結果、入込みや突出しが形成され、その段差は飽和する傾向を示し、照射材ではより少ない繰返し数で段差が飽和することが分かった。照射材は繰返し荷重によるすべり変形が一部の転位チャンネルに集中し、すべり線の入込みや突出しの発達が促進され、その段差がある一定値に飽和した状態で疲労損傷が蓄積されることで微小き裂が発生すると考えられる。He非注入材は延性破壊であったのに対し、He注入材は濃度や焼鈍の有無によらず粒界破壊であった。注入後に焼鈍を行ったものにはHeバブルが粒内および粒界に観察された。引張試験において、降伏後に連続的なHe放出が検出され、最終的な破断の際に急峻なHe放出ピークが検出された。放出されたHeの総量は焼鈍の時間よりも、He注入量に強く依存していた。Heの影響により、粒界で選択に破壊が起こっていることから、不均一変形とHeの影響は、き裂発生において相乗効果となると考えられる。両者の影響を評価することでIASCC発生におけるそれぞれの影響を定性的ではあるが明らかにすることができた。

为了研究不均匀钢和局部应变浓度的不均匀变形行为对导致辐照诱导的应激腐蚀裂纹（IASCC）的裂纹起始的影响，我们对用氢离子的奥斯丁性不锈钢进行了疲劳测试。我们还研究了氦（HE）的影响，该影响可能在晶界处积累。据表明，由于引入辐射损伤引起的不均匀变形减少了启动小裂纹所需的重复疲劳负荷的数量。此外，将裂纹启动位置与EBSD分析进行比较表明，在四种类型的位置，尤其是在滑动线上发生的小裂纹发生，由于辐射，发生率显着增加。由于将表面形状和塑性应变作为小裂纹产生的因素，因此人们认为辐射材料的表面形状是产生小裂纹的主要因素。由于检查了表面形状的发育过程，直到启动小裂纹，因此发现形成了侵入和突起，步骤趋于饱和，并且步骤在辐照材料中含量较小的重复量饱和。人们认为，由于重复的载荷集中在某些位错通道上，促进滑移线的入口和发展，辐照材料被置于滑动状态，当步骤饱和到一定水平时，疲劳损伤会累积，导致小裂缝。他注射的材料有延性裂缝，而他注射的材料则具有晶界断裂，无论其浓度，存在或不存在退火。在植入后和晶界，在退火中观察到他的气泡。在拉伸测试中，屈服后检测到连续的HE释放，并在最后一次休息时检测到陡峭的HE释放峰。他释放的总金额更依赖于他所植入的数量，而不是退火。由于选择分解是由于HE的影响在晶界处发生的，因此人们认为不均匀变形的影响和他在裂纹启动中是协同作用。通过评估两者的效果，我们能够澄清，尽管质量上是每种影响对IASCC发展的影响。