改良9Cr-1Mo鋼の非弾性挙動とその統一型構成モデルに関する研究

• 資料種別: 規格・テクニカルリポート類
• タイトル: 改良9Cr-1Mo鋼の非弾性挙動とその統一型構成モデルに関する研究
• 著者・編者: 村上 澄男; 田中 英一; 大野 信忠
• 出版年月日等: 1989-03
• 出版年（W3CDTF）: 1989
• 並列タイトル等: In elastic behavior of modified 9Cr-1Mo steel and its unified constitutive model
• タイトル（掲載誌）: PNC TJ9603 89-002
• 対象利用者: 一般
• 一般注記: 出版タイプ： NA; 高速増殖炉の構成材料は、供用中に繰返し熱荷重と機械荷重により非弾性挙動を呈し、構造設計評価に関連してその挙動を記述できる構成モデルが必要となる。しかも、クリープ変形と塑性変形の分離が困難なこと、また相互作用が存在することから、統一型モデルの開発が望まれる。本研究では次期大型炉材料として有望な改良9Cr-1Mo鋼に対し材料試験を行い、実用的な統一型構成モデルの開発のための基礎的知見をえることを目的とする。まず、試験温度550$^{\circ}C$にて薄肉円管試験片に生ずる軸方向ひずみとねじりひずみの測定を可能にするため、円輪型板バネ式変位計を開発した。つづいて、標線距離内の温度分布を$\pm$1.5$^{\circ}C$以内に維持できる高周波加熱炉用コイルを製作した。それと同時に、複雑なひずみ経路形状と広範なひずみ速度を自動的に試験片に実現できるリアルタイム試験機制御プログラムを開発した。次に、新しく開発したこれらの試験システムにより、まず、材料挙動のひずみ速度依存性を明らかにする目的で、数種のひずみ速度による単軸引張り試験を行った。その結果10-3乗の場合の流動応力が5$\times$10-7乗の場合のそれの2倍近くに達するほどの顕著な速度依存性が認められた。つづいて、高温繰返し特性を明らかにする目的から、10-3乗/secのひずみ速度での0.3$\sim$0.75\%の範囲の各種一定ひずみ振幅の完全両振り繰返し試験を行ったところ、いずれの振幅においても、顕著な繰返し軟化挙動が認められた。さらにクリープ試験機にて、応力レベルが240$\sim$330MPaの単軸クリープ試験を行ったところ、クリープひずみの応力依存性が極めて高いこと、すなわち10\%の応力増加によってクリープひずみ速度が6.7倍にもなることが明らかになった。このほか、既存の統一型構成式の一例として、Bodner-Partomモデル、Robinsonモデルによる実験データのシミュレーションを行い、その基本的特性を検討したところ、いずれのモデルも、実験結果の定量的記述にはまだ多くの問題があることが明らかになった。; Structural materials for fast breeder reactors show significant inelastic behavior under mechanical and thermal strain cycles in operation, and the constitutive model to describe such behavior is prerequisite for the evaluation of structural design. In particular, a unified model is needed since the separation of plasticity and creep is difficult and the interaction between them exists. The purpose of the present paper is to perform fundamental material tests for Modified 9Cr-1Mo steel as a candidate material for the fast breeder reactor of the next generation and to obtain the information for the formulation of a practical unified constitutive model. An extensometer of two circular ring type with sheet springs was developed first to measure the axial and the torsional strain in a thin-walled tubular specimen at 550$^{\circ}$C. Then a high-frequency heating coil vas manufactured to realize the temperature distribution within $\pm$1.5$^{\circ}$C along the gage length of the specimen. A real-time control program for a bi-axial loading testing machine was developed in order to give complex strain trajectories and extensive strain rates to the specimen. Next by usjng testing system developed herewith, uniaxial tensile tests of several strain rates were performed in order to clarify the strain-rate dependence of the material. The results showed marked strain-rate dependence; the flow stress at the rate of 10$^{-3}$ in particular was twice as high as that of 5$\times$10$^{-7}$. Then cyclic tests of constant strain amplitudes ranging from 0.3 to 0.75\% were performed at the strain rate of 10$^{-3}$/sec in order to elucidate the cyclic properties of the material at 550$^{\circ}$C. The results revealed marked cyclic softening behavior at any strain amplitude. Furthermore tensile creep tests at stress levels of 240 through 330 MPa showed remarkable stress dependence of creep rate; the creep rate became 6.7 times higher by a stress increase of 10\%. Finally, these ...
• 一次資料へのリンクURL: /PNC-TJ9603-89-002.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TJ9603-89-002.pdf
• オンライン閲覧公開範囲: インターネット公開
• 連携機関・データベース: 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• 提供元機関・データベース: 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• 要約等: 高速増殖炉の構成材料は、供用中に繰返し熱荷重と機械荷重により非弾性挙動を呈し、構造設計評価に関連してその挙動を記述できる構成モデルが必要となる。しかも、クリープ変形と塑性変形の分離が困難なこと、また相互作用が存在することから、統一型モデルの開発が望まれる。本研究では次期大型炉材料として有望な改良9C...