水素をプローブに用いた新しい累積疲労損傷検出技術の開発

以氢为探针的新型累积疲劳损伤检测技术的开发

基本信息

批准号：
21656028
负责人：
駒崎慎一
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kagoshima University (2010)Muroran Institute of Technology (2009)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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

原子炉圧力容器用鋼を対象として,水素をトレーサーとして用いたき裂発生以前の累積疲労損傷の検出・評価のための基礎的検討を行った.種々の疲労寿命比で低サイクル疲労試験を中断し,疲労損傷度の異なる様々な疲労損傷付与材を作製した後,表面き裂の観察を行った.その後,最適なチャージ条件を決定した後に陰極電解法により水素をチャージし,水素放出特性に及ぼすひずみ範囲および繰返し数の影響を水素昇温脱離分析により調査した.得られた知見をまとめて以下に示す(1)水素チャージ条件の改良を検討した結果,1mol/LNaOH水溶液にNH_4SCNを0.1mass%添加した電解液を用い,12hチャージするのが最適であることがわかった,また,本条件下で得られた疲労寿命比に伴うC_Hの増加は従来条件下でのものに比べより顕著となり,検出感度が大きく向上した(2)水素放出曲線測定において400℃と600℃の焼鈍によって水素放出量C_Hが減少することから,水素放出特性変化は疲労に伴う転位の双極子およびループあるいは,空孔,空孔クラスター等の格子欠陥の形成に起因していると推測された(3)疲労寿命比の増加に伴い水素放出量C_Hも増加する.しかし,同じ寿命比でも全ひずみ範囲の大きいものほどC_Hが大きくなる傾向があり,C_Hの変化はひずみ範囲に大きく依存することが明らかとなった(4)水素放出量C_Hは寿命の極初期から増加する.き裂の発生が観察されないCoffin-Manson型パラメータ△ε_ρ・N^<0.4><2の範囲においても,C_Hは△ε_ρ・N^<0.4>の増加とともに顕著に増える.このことより,C_Hの測定により△ε_ρ・N^<0.4>で表現されるき裂発生以前の累積疲労損傷を推定することが可能である

我们对使用氢作为反应堆压力容器钢的示踪剂来检测和评估裂纹萌生前的累积疲劳损伤进行了基础研究。在制造了不同程度的疲劳损伤赋予材料后，在不同的疲劳寿命比下中断了低周疲劳试验。在确定最佳充电条件后，我们通过阴极电解对它们充氢，并研究了应变范围和重复次数对氢释放特性的影响。通过氢气程序升温脱附分析进行了研究。所得结果总结如下。此外，在这些条件下获得的与疲劳寿命比相关的C_H的增加比常规条件下更明显，并且检测灵敏度大大提高（2）氢释放。在曲线测量中，氢释放量C_H随着400℃和600℃退火而减少，表明氢释放特性的变化是由于疲劳形成位错偶极子和环，或者是空位和缺陷等晶格缺陷的形成。空位簇。 (3)随着疲劳寿命比的增加，氢释放量C_H也增加，但是，即使在相同的寿命比下，C_H也随着总应变范围的增加而增加，并且C_H的变化在应变范围内。 (4) 在未观察到裂纹萌生的Coffin-Manson型参数△ε_ρ·N^<0.4><2范围内，氢释放量C_H从寿命初期开始增加。然而，随着△ε_ρ·N^<0.4>的增加，C_H显着增加，由此可以通过测量C_H来估计裂纹产生前的累积疲劳损伤，表示为△ε_ρ·N^<0.4>。