報告書番号

Q11026

タイトル（和文）

熱時効された圧力容器モデル合金の硬化に及ぼす固溶元素の影響

タイトル（英文）

Effects of solute elements on hardening of thermally-aged RPV model Alloys

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

原子炉圧力容器鋼の照射脆化の要因の一つである銅濃縮クラスターの形成及び硬化のメカニズムを理解する上で固溶元素の影響を詳細に把握する必要がある。銅含有量の多いFe-Cu合金をベースにNi、Si、及びMnを添加した合金を熱時効し硬さ変化及びアトムプローブ観察による銅濃縮クラスター形成の熱時効時間依存性を調べ次のことがわかった。Ni添加は硬化を抑制するもののSi添加は熱時効初期の硬化を僅かに促進し、Mn添加はピーク硬さに殆ど影響を与えないが著しく硬化を促進する。NiやSiの添加は銅濃縮クラスターの数密度やサイズを増加されるが、Mnの添加は熱時効初期で数密度及びサイズを著しく増大させる。また、クラスター体積率の平方根と硬さ上昇量は全合金について統一的な相関はないが、クラスター形成の結果生じる固溶硬化の低下に加えてクラスター組成に起因するせん断剛性率を考慮することにより良好な相関が得られる。

概要 （英文）

The investigation of effects of solute elements on the copper-enriched cluster, which is a cause of radiation embrittlement of reactor pressure vessel steels, is needed in order to understand the mechanism of the hardening and the formation of the cluster.
The dependence of the hardness change and the formation of the cluster of thermally-aged Fe-Cu model alloys doped Ni, Si and Mn on aging time are investigated using Vickers harness tester and three dimensional atom probe. Ni addition suppresses hardening, and Si addition accelerates hardening slightly at the initial stage of aging. Mn addition accelerates hardening much more but does not almost affect the peak hardness. Ni and Si addition increase the number density and the size of the cluster, while Mn addition remarkably increases the number density and the size of the cluster at the initial stage of aging. In addition, there is no clear correlation between the square root of the volume fraction of clusters and the hardness change for all of the alloys. However, the consideration of shear modules of the cluster as well as the decrease in solute hardening caused by the cluster formation leads to a good correlation.

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