報告書番号

Q08026

タイトル（和文）

9％Cr鋼長手溶接継手管の内圧クリープ損傷と微視組織変化の関係

タイトル（英文）

Relationship between internal pressure creep damage and microstructural change in longitudinal welded tube of 9%Cr steel

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

タイプⅣ損傷は、高クロム（9％Cr、12％Cr）鋼溶接継手における重要な問題の一つである。本研究では、9％Cr鋼長手溶接継手管を用いて内圧クリープ試験を実施し、母材部、溶接熱影響部（HAZ）、溶接金属部について損傷度に対する微視組織の状態を透過型電子顕微鏡（TEM）とエネルギー分散型X線分光器（EDX）を用いて調べた。その結果、以下を明らかにした。ラス組織は低損傷度では明瞭に観察されるものの、損傷度とともにサブグレインの形成、粗大化が生じて不明瞭になる。また、転位密度も損傷度とともに減少する。析出物は損傷度とともにM23C6（Cr系炭化物）が成長し、HAZでとくに粗大になる。一方、MX（Nb、V系炭窒化物）はほとんど成長しない。析出物数密度は母材部、HAZともに高損傷度で減少するが、HAZの方がその変化は大きい。サブグレインの粗大化や析出物数密度の減少などに見られる組織の回復は転位の動きを容易にすることからクリープ変形が生じやすくすると考えられ、また回復はHAZでもっとも早く進行していることからクリープ変形はHAZで優先的に生じると推測される。さらに、熱時効材との比較から、応力の付与は回復を促進すると推測される。

概要 （英文）

Type IV damage has been one of the serious problems in high Cr (9-12mass%Cr) steels. In this study, in order to clarify mechanism of the creep strength decrease, we investigated microstructures of longitudinal welded tube of 9%Cr steel under internal pressure creep condition. Specimens with various creep damage rates were produced and microstructures of the specimens were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX). Microstructures of heat affected zone (HAZ) were as follows. At low damage rate, lath structure with high dislocation density and precipitates of M23C6 carbide and fine MX carbonitride (Nb- and V-rich types) were observed. At middle damage rate, microstructural recovery was occurred by coarsening of M23C6 and by forming of subgrains. At high damage rate, lath structure was not distinct and number density of precipitate was decreased. Although similar microstructural change was also observed in base metal and weld metal, recovery of HAZ was faster than those of the other positions. The recovery will accelerate creep deformation and thus creep deformation will preferentially occur in HAZ. Furthermore, compared with heat treated specimens, it was found that presence of stress will promote the recovery.

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