年度に得た成果について報告する。盤を獲得するため、耐応力腐食割れの観点から基本的な合金組成の適正ウインドウを明らかにすることを目的とする。2%刻みに調整した材料を溶製した。感受性評価および高温水環境中における酸化挙動に及ぼす応力効果を検討するために、機械的性質の異なる合金に対して力学条件を揃えるための試験片形状および応力負荷方法の検討を行い、評価条件を決定した。高温水中の試験においては、当初計画通りの試験環境(288°C、9MPa)において試験期間中も安定した環境下での評価試験を実施することができた。(3)酸化皮膜評価:高温水中環境および過熱水蒸気環境における合金/皮膜ならびに皮膜/環境での元素移動の評価のため、同環境中で酸化された合金表面に対する表面分析法の選定を行った。水環境中における酸化挙動のその場計測法の検討を行った。濃度範囲において、表面に形成された酸化皮膜形態に明確な差が現れた。:水素の有無ならびに酸化力を制御した雰囲気中での評価を行うための試験方法を考案し、実現した。作を行い、性能を確認した。数とした応力下酸化試験に着手した。所望の酸素分圧領域に試験環境が維持されていたことを確認した。年度は所定の技術開発を実施した。年間で実施していく計画としており、耐応力腐食割れ性の観点からの合金の成分設計指針の提供を目指す。連成した複雑な現象であることから、メカニズムには不明な点も多い。問題の経験に対してはその都度有効な対策材の開発により対応されてきた。性など、多面的な特性が同時に要求される。感受性に関しては、系統的なデータ取得とメカニズム検討に基づいた最適組成の知識基盤が必ずしも完備されていない。その一つとしてき裂酸化モデルが挙げられ、き裂先端部における高い塑性拘束と多軸高応力条件下での固相酸化に主眼をおいている。行するかによって劣化速度が大きく異なる。Cr)濃度あるいは環境の酸化駆動力の僅かな違いによってこの保護性皮膜/内方酸化のバランスが決定されている可能性がある。加えて、応力による酸化加速効果も上記バランスに影響を与えると考えられる。メカニズムにおける固相酸化の主導的関与の正否についての証左が得られることが期待される。耐応力腐食割れの観点から基本的な合金組成の適正ウインドウを高温水の酸化力の関数として明らかにすることを目的とする。膜特性と内方酸化の観点から調査し、酸化に対する応力効果を考慮した合金成分設計指標の提供を目標とする。以下の三項目について、技術開発を行う。性の観点から基本的な合金組成の適正ウインドウの提案につなげる。金の成分範囲をカバーするよう適切な範囲で調整した材料を溶製する。環境は軽水炉模擬水環境とし、水素、酸素および窒素を用いて酸化力(電位)を広い範囲で調整する。三元系合金を対象とした検討を行う。皮膜および皮膜界面近傍での特性評価を推進し、界面反応ならびに酸化物内物質移動の検討を行い、保護性皮膜形成と内方酸化進行のしきい条件の検討を行う。酸化試験において形成された表面皮膜特性の調査を行う。始めとした固体表面分析手法を組み合わせることにより同定する。応界面の位置を検討する。材料組成と酸化力の関係について皮膜組成の観点から検討を進める。面近傍での合金元素の濃化もしくは枯渇が生じることが予測される。これら元素濃淡を深さ方向組成分析により調査し、上記の皮膜組成・構造の調査結果と併せて検討する。界面での酸化反応および皮膜内拡散挙動を環境の酸化力ごとに整理する。内方酸化に対する母材合金への応力負荷の役割を明らかにするため、表面皮膜両界面における応力の有無による反応速度の変化について検討を行う。よる微視領域の観察を行う。マクロ表面にて得られた反応より推定される酸化形態との比較により、その特異性を検討する。割れにおける固相酸化の役割を検討するための酸化試験を実施する。比によって環境の酸化力を制御して主たる環境変数とする。応力加速効果を検討する。感受性との対応関係を調査する。粒界を経路とした内方酸化に注目し、その促進条件領域を明らかにするため、酸化形態に関する調査を応力依存性に着目して行う。)を調査し、加速的内方酸化が生じる条件との関係を検討する。年度は下記について実施する。含有量を主たる材料変数とし、その成分範囲と製作法を決定する。Ni基合金の成分範囲をカバーするよう適切な範囲で調整した材料を溶製する。感受性データベース(マップ)の取得に着手する。割れ感受性の評価指針として、試験片に発生した割れ個数、長さおよび深さを用いる。合金/皮膜ならびに皮膜/環境での元素移動の評価のため、各界面近傍での元素分布の明示のための分析条件を決定する。濃度と皮膜内拡散挙動を環境の酸化力ごとに整理する。おける酸化評価試験法について、酸化力を制御した雰囲気中での評価を行うため、その試験条件ならびに試験法を決定し、試験装置を製作する。相酸化の役割を検討するための酸化試験に着手する。力加速効果を検討する。4上記技術開発を下記の体制で実施する。含有量を調整した材料を溶製した。Ni-Cr二元系合金を作製した。分の溶体化熱処理が施されている。示されるとおり機械的性質を求めた。合金組成の影響を検討する際、組成により機械的性質が異なることに注意すべきである。感受性ならびに酸化に及ぼす応力の効果を系統的に検討するため1には、応力の負荷に伴う塑性変形やひずみ量を考慮した負荷を行う必要がある。評価のためには極端に高い応力場にて現象が顕在化している状態を観察することが望ましく、例えば弾性限度を上回る応力を負荷することが考えられる。引張荷重では、同一応力を負荷した場合においても、合金ごとに塑性ひずみ量が異なることになり、応力の影響と塑性ひずみによる変形の影響が混在した結果となるおそれがある。拘束により高い応力負荷時においても塑性変形を抑制した条件での評価試験を実施する。用い、軸対称モデルに対し弾塑性解析を行った。示すが、いずれも丸棒平行部中央に切り欠きを有する試験片とした。G0.05面近傍での降伏状態に着目して解析を行った。水質調整ループを備えた循環式オートクレーブ内にて行った。オートクレーブは高温高圧水循環システムに組み込まれており、試験中水質をモニターならびに所望の条件に設定することが可能である。試験環境溶液は超純水を用い、タンクにおいて純窒素および純酸素混合ガスを吹き込むことにより溶存酸素濃度を調節した。タンクの超純水は高圧ポンプにより加圧送水され、熱交換器及び予熱ヒーターにより熱されることでオートクレーブ内での試験温度が制御される。オートクレーブを出た溶液は熱交換器及び冷却管を通り室温に冷却された後、保圧弁を介し、大気圧まで減圧した。樹脂を通ってタンクに戻される。試験片は機械加工により作成し、ノッチ部については、コロイダルシリカにより鏡面に仕上げた。試験前にはエタノールおよび純水中で超音波洗浄した。示される負荷治具を製作した。2コイルスプリングによる定荷重負荷とし、熱応力や長時間試験における応力緩和の影響を避けるため、全長の比較的長いスプリングを用いた。前項において決定された試験片への負荷荷重は、スプリングをナットにより圧下することにより引張応力が負荷される。出し、ノギスおよびハイトゲージを用いてスプリングに対する締め込み量が所定の変位となるようナットを調節した。(a)に示されるようにオートクレーブ内に設置した。対からの計測信号に基づき内部の均熱が保たれるようにヒーター出力を調整している。試験片について解析にて得られたミーゼス応力分布を示す。外部負荷荷重の増加に伴い、ノッチ底近傍での応力が増加していることが分かる。場合では、中心部に向かい高い応力場が発達していることが読み取れる。同条件での最小直径部の接線方向応力および軸方向応力を中心軸からの距離にて整理したものを示す。負荷応力の増加に伴い、ノッチ底部表面での両応力は増4加している。程度の位置から応力値の減少が見られる。この軸方向応力値が均一な領域は接線方向応力が極大を示す位置と一致している。同様の挙動は過去の研究においても報告[1]されており、解析は妥当であったと考えられる。上記に示された二軸応力の解析を元に、負荷荷重を選定する。重を選定することとした。照元が見つかりません。示される条件にて試験を行った。288±1°C以内に保たれていた。288±3°C以内の変動であった。受性に影響を与えることが知られており、それら諸条件を制御された環境下での試験が5望まれる。近傍の溶存酸素濃度においては、濃度の変化が電位の変化に与える影響の小さい濃度領域であり、酸化形態に及ぼす影響は小さいものと考えられる。下での評価試験を実施することができたといえる。合金について下記の検討を行った。系統的な評価が困難となる。負荷方法の検討を行い、評価条件を決定した。間中も安定した環境下での評価試験を実施することができた。表面分析これまで軽水炉環境において形成される酸化皮膜についての研究は多くあり、多数の研究で用いられるなど皮膜分析に有効な表面分析手法がいくつか挙げられる。ESCA)は定量精度も良く、元素の化学状態を調査することが可能であり、酸化物に対してはその酸化状態を知る上で重要な情報が得られる。比較的正確な深さ方向分析が可能である。等の酸化皮膜分析を困難にしている。等に対して構造の同定に優れている。評価不可能な厚さ方向の構造に関する情報を得ることが可能である。物質移動モデルや割れ過程の追跡のため必要とされる表面酸化皮膜の構造および組成について詳細な情報を得ることが可能である。水環境中酸化挙動の計測これまでの研究においては、酸化皮膜特性を高温高圧水環境下でその場評価することは困難であるため、多くの実験では高温高圧水環境下からいったん大気中へ試験片を出した後に分析する評価が中心であった。近年では、計測技術および環境装置の技術発達により高温腐食環境へのその場計測の適用が広がってきている。手法により得られる情報がことなるため、必要に応じて適切な方法を選択することになる。本研究においては、高温純水環境でありその低伝導率の高温溶液に対する適合性に加え、酸化反応に対する計測の時間分解能も考慮すべきである。高温純水環境における電気化学計測は、溶液の低伝導率性を原因として計測が困難であるが、高温水中において試験片間の距離を精密に駆動することが可能な治具を用いてインピーダンス計測に成功した例[2,3]も報告されている。m)に行う事を可能としている。小さく設置することが可能であり、溶液の抵抗率の影響を小さくすることができる。以上より、高温純水環境において形成される酸化皮膜に対し、電気化学インピーダンス法を採用した評価を実施することとした。147N(平均応力187MPa)の二条件における比較を実施した。両条件においては、表面に針葉状酸化物粒8子の形成が認められる。負荷荷重が大きい方がよりよい結晶性を持つ皮膜が形成されているように思われる。化物構造に着目しての観察・分析を予定している。実施した切欠き丸棒試験片表面を示す。30%Cr合金では、より密な酸化物で表面が覆われていることが分かる。面では、皮膜がはく離したと考えられる痕跡も確認できた。伏がより顕著であり、はく離はその結果と考えられる。析・評価が必要であると考えられる。よる計測にて得られた光電子スペクトルを示す。30Crにおいて、おおむね類似のスペクトルが得られた。外層皮膜では、同様の価数となっていると考えられる。関するスペクトルでは、22Crのみピークが低エネルギー側にシフトしているが、他の元素に関してはピーク位置の他の合金に対する相違が見られていない。由来のものと考えられる。炭素スペクトルの観察等により、詳細の検討が必要であると考えられる。参照元が見つかりません。測定結果を参照した[5]。酸化物構造に対応するピークが認められた。試験片表面にこれらの酸化物が形成されていることが推察される。主体の内層の二層構造が考えられる。実施するための試験設備の設計、製作および性能確認を実施した。比を調整し、試験部の酸素ポテンシャルを制御した。解離圧を参考にしながら選択した。試験片)を用いることとした[6]。