報告書番号

Q09017

タイトル（和文）

表面硬化層の分布を制御したSUS316Lステンレス鋼の高温水中応力腐食割れ発生挙動

タイトル（英文）

Initiation behavior of stress corrosion cracking for type 316L stainless steel with controlled distribution of surface work hardened layer in high temperature water

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

SCC発生試験用試料の表面硬化層の導入方法としてフライス加工に着目し、SUS316L熱間圧延材にフライス加工を行い、試験片表面の硬さおよび残留応力の分布とフライス加工条件の関係を検討した。また、フライス加工を用いて作製した試験片のSCC発生試験を行い、SCC感受性に及ぼす試験片表面の硬さ分布と応力分布の影響を評価した。本研究で得られた結果を以下に示す。
(1) フライス加工における送り率を制御することで加工痕の間隔と深さを制御できる。
(2) フライス加工痕の凹凸を研摩除去する深さを制御することで、高低塑性ひずみ領域の間隔、表面全体の平均硬さとその標準偏差および高低塑性ひずみ領域の局所的な平均硬さを制御できる。
(3) フライス加工材の表面硬化層の残留応力は、刃物回転の周方向応力が高い二軸引張応力となる傾向が認められる。
(4) フライス加工とその加工痕を研磨除去する表面硬化層導入方法によって、高塑性ひずみ領域を周期的に形成することができる。また、高塑性ひずみ領域の表面硬さと深さ方向硬さプロファイルは、き裂の発生が確認された実機のグラインダ加工に相当する。
(5) SCCによるき裂の発生位置は、高塑性ひずみ領域に集中する傾向がある。
(6) SCC発生の感受性は、高塑性ひずみ領域の局所的な硬さのばらつきと表面近傍の応力のばらつきに影響されることが示唆された。

概要 （英文）

The stress corrosion cracking susceptibility is strongly affected by the properties of surface work hardened layer. Therefore, to fabricate the samples with reproducible surface is required for quantitative SCC initiation tests. The main focus of this study is to establish the preparation method of SCC initiation test sample using face milling. Furthermore, CBB test was conducted to evaluate the SCC susceptibility of these samples. Face milling was conducted on the commercial type 316L stainless steels with the cutting parameters of feed and spindle speed. Micro Vickers hardness tests and stress measurements using XRD were carried out to evaluate the distribution of properties of SCC test samples. The results obtained are as follows;
(1) The cutting mark spacing and the depth of cut were controlled by feedrate.
(2) The spacing and local hardness of high and low plastic strained region, average and standard deviation of hardness on surface were controlled by depth of polishing.
(3) Residual stress introduced by face milling was bi-axial tensile stress.
(4) The hardness distribution in high plastic strained region is equivalent to damaged core shroud H4 and surface grinding.
(5) SCC was initiated on high plastic strained region.
(6) CBB test results suggest that SCC susceptibility is related to hardness and stress distribution.

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