報告書番号

Q10001

タイトル（和文）

低炭素ステンレス鋼溶接境界部のSCC進展特性に及ぼす溶接金属組織の影響

タイトル（英文）

Effect of Microstructure of Weld Metal on SCC Growth Behavior near Fusion Line in Low Carbon Stainless 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）

低炭素ステンレス鋼の溶接継ぎ手の溶融境界部におけるき裂進展挙動の解明を目的に実機相当配管溶接継ぎ手と圧延材溶接継ぎ手より採取した破壊力学試験片に対するき裂進展試験をBWR冷却水模擬環境中で実施した。得られた結果は以下のとおりである。
(1) 母材にある予き裂先端から発生したIGSCCは、2次き裂の分岐を伴いながら進展し、溶融境界近傍で溶接金属を避けるように向きを変え、溶融境界に沿って進展する傾向が認められた。その傾向は、試験片の中立線と溶融線の交差角度が小さい試験片の方でより明確に認められた。
(2) 溶融境界に達したき裂について溶接金属内への進展量の分布を調べた結果、約80%のき裂の進展量は50ミクロン未満であり、100ミクロン以上進展したき裂は5%未満であった。
(3) 溶融境界近傍でのき裂進展にはデンドライトの組織形態が大きな影響を与えることが明らかとなった。溶接金属内への進展距離が50ミクロン以上き裂は、溶融境界部におけるオーステナイト粒界とデンドライト粒界が直線的に繋がっている部位でのみ認められ、両者が屈曲してつながっている部位やデンドライトが小さくランダムな方向に成長した部位では認められなかった。
以上の結果から、SCCは溶接金属を避けるように進展する傾向があること、溶接金属内へのき裂の進展挙動には、溶融境界におけるデンドライトの組織形態が重要な影響を与えることが明らかとなった。

概要 （英文）

SCC growth tests on the specimens machined out from a pipe weld joint equivalent to an actual pipe weld joint and plate weld joint of low carbon type 316 stainless steels were conducted in simulated BWR coolant condition to clarify SCC growth behavior near weld fusion line. The results obtained are as follows;
(1) IGSCCs from pre-crack tips in base metal propagated toward the weld metal with branching of secondary cracks, and then, the cracks changed direction to avoid the weld metal and propagated along with the fusion line.
Tendency of crack behavior of avoiding weld metal was observed remarkably in specimens, which had smaller angle between specimen neutral line and fusion line.
(2) Results of crack length measurements for the cracks, which propagated into weld metal showed that more than 80% of cracks located within 50 micron-meters from the fusion line, less than 5% of the cracks propagated more than 100micron-meters .
(3) Crack propagation behavior into the weld metal was much affected by the morphology of the dendrite near the fusion line. All of the cracks with the propagation length into weld metal more than 50 micron-meters were observed only in the regions in which the austenite boundary and the dendrite boundary was continued straightly at the fusion boundary and were not observed in the region in which the austenite boundary and the dendrite boundary was connected crookedly or small dendrite grains grew randomly at the fusion boundary.
These results suggested that SCC in the base metal tends to propagate to avoid the weld metal and the crack propagation behavior into the weld metal was much affected by the morphology of the dendrite near the weld fusion line.

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