報告書番号

Q07021

タイトル（和文）

高クロム（9%Cr、12%Cr）鋼溶接継手の単軸クリープ損傷と微視組織変化の関係

タイトル（英文）

Relationship between creep damage and microstructural change in high Cr (9%Cr and 12%Cr) steel weld joints

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

長期運用時に生じるクリープ強度の低下は、高クロム（9%Cr、12Cr%）鋼における重要な問題の一つである。本研究では、このクリープ強度低下のメカニズムを解明するためにクリープ試験後の9%Cr鋼および12Cr%鋼の溶接継手を透過型電子顕微鏡とエネルギー分散型X線分光器を用いて調べた。母材部、HAZ、溶接金属部の微視組織は、クリープ損傷度によって変化した。クリープ試験初期には、高密度の転位、M23C6と微細なMXとともに、典型的なマルテンサイト組織によって析出硬化が維持されていた。しかし、試験中期では、M23C6の粗大化とラーベス相の際立った成長によって回復が生じた。試験後期では、等軸化した結晶粒がしばしば観察され、ラス形態は明瞭でなかった。ラーベス相は第二相の中でもっとも大きくなった。また、析出物数密度は減少した。これらはいずれも、クリープ変形を加速するものである。今回の結果は、クリープ強度の低下が損傷過程の中期から始まるラーベス相の急速な成長により、析出硬化が抑制されて生じていることを示唆する。

概要 （英文）

Creep rupture strength deterioration at long service time has been one of the serious problems in high Cr (9-12mass%Cr) steels. In this study, in order to clarify mechanism of the strength decrease, we investigated microstructures of crept 9 and 12%Cr steel weld joints by transmission electron microscopy and energy dispersive x-ray spectroscopy. Microstructures of base metal, heat affected zone (HAZ) and weld metal were changed by creep damage rate. At the early stage of creep test, precipitation hardening was maintained by typical martensitic lath structure with high dislocation density and precipitates of M23C6 and fine MX. However, at the middle stage, microstructural recovery was occurred by coarsening of M23C6 and markedly growth of Laves phase. At the late stage, equiaxed grains were frequently observed and lath microstructure was not distinct. Laves phase was grown to be the largest among the secondary phase. Precipitate density was decreased. These lead to an acceleration of creep deformation. The present results suggest that reduction of the creep rupture strength is caused by suppression of precipitation hardening due to quick growth of Laves phase initiated at the middle stage of damage process.

報告者

キーワード