JAERI-M 7 9 4 8 7 9 4 8JAERI-M 7948 Contents 1. Introduction , 1 2. Physical Properties 2 3. Static...
122
JAERI-M 7 9 4 8 £gfti^#X£I&*Fffi 2 1/4 Cr-lMo$!c7) ttW WttK JC HIT * 7 s - * COl^S 1 9 7 8 ^-11 H Japan Atomic Energy Research Institute JAERI-M 7 9 4 8 多目的高温ガス実験炉用 2 1J 4Cr-lMo 鋼の 機械的性質に関するデータの調査 1978 年 11 月 奥 達雄・菊山紀彦・深谷 清・古平恒夫 日本原子力研究所 Ja 閃 nAtomic Energy ResearchInstitute
Transcript of JAERI-M 7 9 4 8 7 9 4 8JAERI-M 7948 Contents 1. Introduction , 1 2. Physical Properties 2 3. Static...
JAERI-M 7 9 4 8
£gfti^#X£I&*Fffi 2 1/4 Cr-lMo$!c7) ttW WttK JC HIT * 7 s - * COl S
1 9 7 8 ^-11 H
Japan Atomic Energy Research Institute
JAERI-M
7 9 4 8
多目的高温ガス実験炉用 21J4 Cr-lMo鋼の
機械的性質に関するデータの調査
1978年11月
奥 達雄・菊山紀彦・深谷 清・古平恒夫
日 本原子力研究所
Ja閃nAtomic Energy Research Institute
• I ^ * R S * l i , B *1SW-*!)«£#*< JAERI-M U r K - r t L t , -R-eKHCflJfTl T i > 6
JAERI-M reports, issued irregularly, describe the results of research works carried out in JAERI. Inquiries about the availability of reports and their reproduction should be addressed to Division of Technical Information, Japan Atomic Energy Research Institute, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken, Japan.
この報告書は， 日本原一子力研究所が JAERI.Mレポートとして.不定期に刊行している
研究報告苦手です.入手.綾製などのお間合わせは， 日本原子力研究所技術情報部(茨城県
郎珂部東海村)あて.お申しこ Lください.
JAERI・M repor!s. issued irregularly. describe the results of research works carried out
in JAERI. Inquiries about the availability of reports .nd their reproduction should be
addr国 間d回 Divisionof Technical lnformation. Japan Atomic Energy Research Institute.
Tokai.mura. Naka.gun. lbaraki.ken. Japan
JAERI - M 7948
?iKi§ifi*'/;iijFi 2 % cr - i Mo m cDfl&ttWttKltlS-f 3-7-'-* <Dffig.
a*ii?^wse^msw3ERiTiSaif:g si mm • *oji£jg • m's m • A-¥ti*
(1978^ 10,8 6 HfS)
7", $•#£**#, ?')-7"i:s*co+a5fPffl, M u t t , sasas ic^i toT^a, , c n ^ o
+ $£tt»»0H£-fe:'#-££13*95
]AERI-M 7948
多目的高温ガス実験炉用 2%(' Crー 1Mo鋼
の機械的性質IC関するデータの調査
日本原子力研究所東海研究所高温工学室
奥達雄・菊山紀彦・深谷清・古平恒夫+
(1978年 10月6日受理)
との報告は.多目的高温ガス実験炉の圧力容器鋼として使用予定の 2li C r -1 Mo鋼の機械
的性質について，構造設計および安全性検討に必委な項目に関する今まで得られているデータを
調査検討し，まとめたものである。調変項目は物理的性質.機械的性質.焼もどし脆性.ク 1)_
プ，疲労と熱疲労，ク 1)ープと疲労の相互作用.破壊靭性，照射効果にわたっている。とれらの
諸データを検討した結果，高温ガス実験炉の圧力容器の布陣造設計と安全性評価に必要であるにも
かかわらず十分なデータがない項目が明らかとなった。
+ 安全性試験研究センター安全工学郎
JAERI-M 7948
Mechanical Properties Data of 2-l/4Cr-lMo Steel
for the Experimental Very High Temperature Gas-Cooled Reactor
Tatsuo OKU, Toshihiko KIKUYAMA,
Kiyoshi FUKAYA and Tsuneo KODAIRA1"
Division of High Temperature Engineering,
Tokai Research Establishment, JAERI
(Received October 6, 1978)
This is a collection of mechanical properties data of 2-l/4Cr-lMo steel necessary for structural design and safety analysis of the pressure vessel of the Experimental Very High Temperature Gas-Cooled Reactor (VHTR). These include physical properties, mechanical properties, temper embrittlement, creep with fatigue, fracture toughness and irradiation effects. A review of the data shows the research areas to be carried out particularly in the future for more data.
Keywords: 2-1/4 Cromium-1 Molybdenum Steel, Mechanical Properties, Structural Design, Pressure Vessel, Data Collection, Fatigue, Creep, Fracture Toughness, Irradiation Embrittlement
t Reactor Safety Research Center Division of Reactor Safety
ii
JAERI-M 7948
Mechanical Properties Data of 2-1j4Cr-lMo Steel
for the Experimenta1 Very High Temperature Gas-Coo1ed Reactor
Tatsuo OKU， Toshihiko KlKUYAMA，
Kiyoshi FUKAYA and Tsuneo KODAlRA十
Division of High Temperature Engineering，
Tokai Research Estab1ishment， JAER工
(Received October 6， 1978)
This is a co11ection of mechanica1 properties data of 2・1/4Cr-lMo
stee1 necessary for structura1 design and safety ana1ysis of the pres-
sure vessel of the Experimenta1 Very High Temperature Gas-Coo1ed Reactor
(VHTR). These inc1ude physica1 properties， mechanica1 properties， temper embritt1ement， creep with fatigue， fracture toughness and
irradiation effects. A review of the data shows the research areas to
be carried out particu1ar1y in the future for more data.
Keywords: 2-1/4 Cromium-1 Mo1ybdenum Stee1， Mechanica1 Properties，
Structura1 Design， Pressure Vesse1， Data Co11ection，
Fatigue， Creep， Fracture Toughness， Irradiation
Embritt1ement
十 ReactorSafety Research Center Division of Reactor Safety
iI
JABRI-M 7948
1. £*.#& 1 2. i f eaWSS ; 2
3. #W(«ttl t t t tB •' 4 4. j& fc £* Ufett 10
5. ? 'J - 7 " 24
6. & # £ » & » 63 7. 9 'J -7"£$#iffl*@afEffl 74 a f««igtt 8i 9. M * i a * 88
10. 4-&&SttK«*ST£9§ 99 11. * £ # # 100 # ft A 1. 2 M Cr - 1 Mo iH©ftiM& 1 ° 4
A 2. m%K 2'/* Cr - 1 Mo Mtttfcfc 105 A a ZBMmmrtxmmp&j3,%i&<D®.m&PF 116
ill
JAERI-M 7948
目次
1. まえがき・-…・
2. 物理的性質...・H ・H ・H ・.....・H ・..… H ・H ・.......…..……・・………………・・ー…・………….. 2
3. 静的機械的性質………・・......・H ・..…...・H ・-…...・H ・..….....・H ・...・H ・H ・H ・...………・・ー 4
4 焼もどし脆性…・…...・ H ・-…・・…・…・…....・H ・…・・・………....・ H ・...…・…・・……… 10
5目 クリープ……・・…・・・・・・.......・H ・....・M ・..……..………...・H ・...・・………......………一…… 24
6. 疲労と熱疲労...・H ・..…………...・H ・....・H ・.........・H ・.....・H ・H ・H ・..…...・H ・.....・H ・..……・・ 63
7 クリープと疲労との相互作用……...・H ・H ・H ・..……...・H ・..…...・H ・..…...・H ・H ・H ・..…-…・ 74
8 破嶋靭性....・H ・-…・…...・H ・H ・H ・..…・・H ・H ・H ・H ・..… H ・H ・.....・…-…….......・H ・-…・….. 81
9 照射効果… ・……...・ H ・-・・目・....………...・H ・-・ 1・・・・・・・H ・H ・......・H ・.....・ H ・-…H ・H ・...・H ・-… 88
10 今後必要な試験研究項目…...・H ・-…・・・……・…....・ H ・.....・H ・.....・H ・..，.，・H ・-…...・H ・-・ 99
11. あと均tき...・H ・..…H ・H ・...…H ・H ・...……...・H ・.....・H ・.....・H ・..…...・H ・..…...・H ・..…...・H ・..100
付録
A 1. 2 l.{ C r -1 Mo鋼の材料規格...・ H ・..…...・H ・..………………...・H ・....・H ・-・目白 H ・H ・..… 104
A 2. 研究用 2l.{Cr -1 Mo鋼材仕織・H ・H ・..………..…...・H ・........・H ・..…...・H ・H ・H ・..・・ 105
A3 多目的高温ガス実験炉圧力容器の使用条件…...・H ・.....・H ・..…… H ・H ・...・H ・..………… 116
111
JAERI-M 7948
Contents
1. Introduction , 1
2. Physical Properties 2
3. Static Mechanical Properties 4
4. Temper Embrittlement 10
5. Creep 24
6. Fatigue and Thermal Fatigue 63
7. Creep-Fatigue Interaction 74
8. Fracture Toughness 81
9. Irradiation Effects 88
10. Research Items Required in the Future 99
11. Concluding Remark 100
Appendices
Al. Standard Specification of 2 l/4Cr-lMo Steel 104
A2. Specification of 2 l/4Cr-lMo Steel for Mechanical Testing 105
A3. Operating Conditions of the Experimental Very High Temperature Gas-Cooled Reactor Pressure Vessel ... 116
iv
JAERI-M 7948
Contents
1. Introduction 1
2. Physica1 Properties 2
3. Static Mechanica1 Properties 4
4. Temper Embritt1ement ••.••••••••••••.••••••••••.•• 10
5. Creep ••••.••••••.••••.••••••••.••••••.••.•••••.•• 24
6. Fatigue and Therma1 Fatigue ••.•.••••.•••.•••••••• 63
7. Creep司 FatigueInteraction ••.••••••.•.••.•••.••••• 74
8. Fracture Toughness • • • • • . •• • • . • • • • • • . • •• • • • • • . • • . • 81
9. Irradiation Effects ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 88
10. Research Items Required in the Future 99
11. Conc1uding Remark • •. .， •••.•...• .•.•• .・・・・・・・・・・・・ 100
Appendices
A1. Standard Specification of 2 1/4Cr-lMo Stee1 •••••• 104
A2. Specification of 2 1/4Cr-lMo Stee1 for
Mechanica1 Testing • ••••••••• •• ••• ••• •• .•• . • •• •••• 105
A3. Operating Conditions of the Experimenta1 Very High
Temperature Gas-Coo1ed Reactor Pressure Vesse1 116
Iv
JAERI-M 7948
1. & *. ** £
Cr - 1 Mo SUt A STM S<§"<?<;£ SA 38 7 Grade 22 £ LXfaitlX^Z k<DX , WL^-)P<D Kjj®%$mt bxo&mmitteiiW, *Stt©(«ru]K&5g>.K:iF<o:ra*©E Assam t Lxm *lli^bfflW3E* s ^ I Fft^n/c^J*i*6 0 SA387 Grade 22 ti SA 533 Grade B.iH0kMM &mti&^<Dx, pomMittcHLx, j^i&fit-es^ttasfsi^tisiiawt, SA533BIC Jfc^-c«J¥£S<-e#.5?iJ.&£H*>nfcfc©-e*.50 L^L, 6;k^®iiefiS« 300°CHT -P*0 , CCiSffiTIi, SA 533 BX-tftX'&Zctfri , *©& 2 %C r - 1 Mo»*H^«P
Na J^iP^i i^OHSvfSiglff lW^i LT , Na <t © & & & £ £ # > T £ < ©WSE^f j^n r *>0, 2 '^Cr - 1 Mo fflfciSiltfa^EASSffli LtfflO«|glCffiffl-e^ 5 f - ? fc«£< M : *
t i t ^ S , 2 ^ C r - IMo »£fflW.:«itfe©$i;K§Mf-©S*£ LTtt ASME©Code Case N - 4 7 ( 1 5 9 2 - 1 0 ) * s * 0 , itHt , Slt<fcft ( A N t t ) leot^TfliSal LTt^So
2J*Cr - 1 Mo ifl(i*©ifeMiilcJ; ,3 ANft, NT W ( t t t t S L , ^ f c i ' L t t ) , QTttOS A n , )&fc£*LM) t c*S i ]£ns#s . W C I i A N t t i i l i t / f l i LTI3± /^i'ffiffl;* tiX Hit, mto&£.M££>#>Xisi), t f c g i R © ^ S { b l c i f e « l \ QTMfe«effl*sJiSn-rSIB|plS'E* T ^ - S 0 2 J iCr - IMoSlfflimiMefcttS&fflflli LT<2, Kffiiftei'ffl^SClSggiasfr
*>*>£-f, 2fc' + #£(;H>x.-f , -tOfcrt Code Case £ LT fcJR<9 A f t b h t ^ f i l ' 0 « « -?&£„ U f , t ^ n ^ n i L T i i . fit,^*NTtt*s Code Case lcJfc<9 ±tf t . n r < 6 ct£%lg.L , NT W £ IS-PiPEE £§!»•£ L t f t f f l t ^ i K ^ f « 7 - ? t ) E I L t J ; < C i * £-®-efe.2.£-#x.S„
(SttlWttfix-*£ffi{tgL, t S S ^ x s P E A g i ^ i LT 2J iCr - I M o i f f l NTtt£ffifflt S I S t c ^ S t t f ' - i ' f f l t t i - e ^ J E b T ^ S f e o ^ B ^ f i i i c - r s i i f e i c , 3-&©EA§tl&!©*m® KffifflSf3S©#(S]lCH'<)-£1t$r;£-f§5e,ttiW<!: L,/c„ ZCX, ff, 2 J iCr - 1 M O » ( D # I * i W » « W t t I f f l f - ^ c - 5 l > t H L , ftO-effifc£"Lflfett, * ' J - A g^fc.fctflS
/ : . ttHiLT, 2 J i C r - I M o ®<DtinM&, H8S9BEfflSBtt©tt«£ , £SW.af i **x£«£
• f g 2 M f f l t : i „
- 1 -
JAERI-M 7948
1.まえカf き
多目的高温ガス実験炉の圧力容器1(:は.2JiCr-IMo鏑の使用が想定されている 2Ji
Cr一1Mo鋼は ASTM規格では SA387 Grade 22として知られているもので，原子炉の
圧力容器鋼としての使用例はないが.大型化の傾向にある軽水炉の将来の圧力容器鋼材として照
射脆化の研究が若干行われた例がある。 SA387 Grade 22は SA.533 Grade Bよりも高温
強度が高いので，炉の高温化に対して，よりi高温まで安全性が保降されるほかに .SA533B/C
比べて板厚を薄くできる利点を買われたものである。しかし.軽水炉の運転温度は 3000C以下
であり，乙の範闘では. SA 533 Bで十分である乙とから.その後 2JiCr-IMo鍋を原子炉
圧力寄器鋼として使用することを考えた材料の性質についての研究例はないようである。ただし.
Na冷却高速炉の蒸気発生掠用材料として.Naとの適合性を含めて多くの研究が行われており.
2 Ji C r -1 Mo鋼を高温ガス炉圧力容法鋼として用いる際に使用できるデータも数多〈取得さ
れている。 2Ji C r -1 Mo鋼を用いた精造物の強度設計の怨準としては ASMEのCodeCase
N-47 (1592-10)があり，それは，犠鈍材 (AN材)について規定している。
2JiCr-IMo鋼はその熱処理ICより AN材.NT材(焼ならし，焼もどし材).QT材(焼
入れ.焼もどし材)に大別されるが.現状では AN材は工業用としてほとんど使用されておらず，
NT材が主流を占めており，また装置の大型化Icともない. QT材も使用が増加する傾向を見せ
ている。 2JiCr-IMo鋼の工業界における使用例としては.脱硫塔などの化学反応容器がか
なり多く，しかも，各鋼種のうち， AN初よりも強度が高<.性能が良好な NT材が使用されてい
いるのが現状である。しかし. NT材についてはかなり多くのデータが蓄積されているのにもか
かわらず，まだ十分とはいえず.そのため Code Case としても取り入れられていないのが現
状である。そこで，われわれとしては.近い将来 NT材が Code Case IC取り上げられてくる
ととを考慮し. NT材を原 F炉圧力容器として使用する際に必要なデータを把握しておく乙とが
必要であると考える。
こ訟では.NT材を実際に圧力容器鋼として使用することを恕定して，今までわかっている各種
機滅的性質データを概観し.高温ガス炉圧力容器鋼として 2JiCr-lMo鋼の NT材を使用す
る際 K必要なデータの中で不足しているものを明確にするとともに，今後の圧力容器鋼の材料強
度面の研究の方向 IC関する指針を得ることを目的とした。そ乙で，まず. 2JiCr -IMo鋼の
各種物理的機械的性質のデータについて整理し.次いで焼もどし脆性， クリープ.疲労および照
射脆化データについて現状をまとめた。最後IC. 乙れらの諸データの取得の現状から，高温ガス
実験炉圧力容器用鋼材として使用する際の材料強度面からみた今後必要な試験研究項目を列挙し
Tこ。
付録として. 2 Ji C r -1 Mo鋼の材料規格.試験研究用鋼材の仕様と.多目的高温ガス実験
炉圧力容器の使用条件を示しf、て o
- 付録 2参照のEと。
JARBI-M 7948
2. m m w ft
2 K C r - l M o i C N T « © S K , » K 3 i & « . & f c » ¥ , itHft*JJ:0'feffi»*OfiSfe# tt£ 7 0 ° F ~ 1100°F ©RBlcol^T Table 2.1 ic^tj}c st*. » f e # ¥ ( i 2 offlit -,/;«[
2 -
JAP，RI-M 7948
2.物理的性質
2~Cr -lMo鋼の NT材の密度，熱膨張係数，熱伝導率，比熱および熱拡散率の温度依存
性を 700 F-II00.Fの悶について Table2.1 IC示す。1)乙訟で.熱伝導率は 2つの違った値
が示されていて，いずれが正しい値に近L、か明確でない。比熱と熱拡散率も純粋な実験値ではな
く計算による推定値である。
n，u
Table 2.1 Temperature Dependence of Physical Properties )
Temperature Density Mean Coefficient of Thermal Conductivity Specific Heat1*)
Thermal [°F] [lb/im.3] Thermal Expansion1' [Btu/h-ff °F]
Specific Heat1*) Diffusivity5)
[ 1 0_6 oF-i] Case l 2) Case 2 3) [Btu/lb-°F] [ft2/hr] 70 0.282 6.07 16.25 36.00 0.107 0.421 100 0.282 6.13 16.25 36.60 0.108 0.417 200 0.281 6.38 16.25 34.85 0.111 0.408 300 0.281 6.60 16.25 33.20 0.115 0.393 400 0.280 6.82 16.25 31.60 0.119 0.382 500 0.280 7.02 16.25 29.80 0.124 0.366 600 0.279 7.23 16.25 28.30 0.131 0.348 700 0.278 7.44 16.25 26.80 0.138 0.331 800 0.277 7.65 16.25 25.40 0.145 0.317 900 0.277 7.84 16.25 23.80 0.154 0.298
1000 0.276 7.97 16.25 22.60 0.163 0.283 1100 0.275 8.12 16.25 21.40 0.172 0.269
1) The mean coefficient of thermal expansion at temperature T, is given by Length at T - length at 70°F (Length at 70°F) (T-70°F)
2) Values taken specifically for 2-l/4Cr-lMo. 3) Values taken from a single set of values for "Carbon steel, carbon-molysteel" and "low-
chrome steels (through 3% Cr)". 4) Calculated by averaging values of specific heat for the elements present in nominal
composition 2-l/4Cr-lMo steel using specific heat data.
」〉回胃同
IZ吋
申
串
曲
Temperature Dependence of Physica1 Properties2)
T四 pe叫 u日 Density Mean Coefficient of Therma1 Conductivity spec1;1c Therma1 [OF] [1b/im.3] Therma1 Expansion1) [Btl1/h-ft.OF] Heat4 Diffl1sivity5)
[10-6 OF-1j Case 12) Case 23) [Btu/1b-OF] [ft2/hr]
70 0.282 6.07 16.25 36.00 0.107 0.421 100 0.282 6.13 16.25 36.60 0.108 0.417 200 0.281 6.38 16.25 34.85 0.111 0.408 300 0.281 6.60 16.25 33.20 0.115 0.393 400 0.280 6.82 16.25 31.60 0.119 0.382 500 0.280 7.02 16.25 29.80 0.124 0.366 600 0.279 7.23 16.25 28.30 0.131 0.348 700 0.278 7.44 16.25 26.80 0.138 0.331 800 0.277 7.65 16.25 25.40 0.145 0.317 900 0.277 7.84 16.25 23.80 0.154 0.298
1000 0.276 7.97 16.25 22.60 0.163 0.283 1100 0.275 8.12 16.25 21.40 0.172 0.269
Tab1e 2.1
w
1) The mean coefficient of therma1 expansion at temperature T， is given by
Length at T -1ength at 700F (Length at 700F) (τ_700F)
2) Va1ues taken specifica11y for 2-1/4Cr-1Mo.
3) Va1ues taken from a sing1e set of va1ues for "Carbon stee1， carbon-mo1ystee1" and "1ow-chr侃 lestee1s (thro略 h3% Cr)".
4) Ca1cu1ated by averaging vall1es of specific heat for the elements present in nomina1 composition 2-1/4Cr-1Mo stee1 using specific heat data.
JAERI-M 7948
3. gSWriftttftttK
2'A Cr - lMoSffl NTt t©+ y ?m , »J t t* , # T 7 yJfcfflfiKttStt* Table 3. 1 If
ANt t£ NT tt ©JS#- t>-f^ff l ( i©figf t# ' f t£ Fig. 3. 1 £ Fig. 3.2IC*-r o
2 ) t f t b © fcm©^i&#£ SA 387 Grade D co<±ffi£ Table 3. 2 l t* - f„ 2 ) ANtt £ NT tt o&ttjfc # © l K t t # t t £ Table 3. 3 £ Fig- 3. 3 JC^"f „2) gff l - 1 200 ° F ( 649°C ) ©UaTIi NT t*ffl&iKJS## A N t t © ^ t t f b ^ = t ) 3 ( i 5 ^ I C ^ # ^ C £ A i t ) p 6 ^ o ANft ieoOTfi f iKtSS tt£t>-f^SS<ft#tt«-^tot S ^ j c W l c ^ ^ f c f c © 3 ' ^ , ANtt, NTt t©®S©fe#t t i< :o i ^ i i o < - 3 4 > « ) f - / ) 5 ) 6 ) 7 k ^ NT«©?i3ittH(csia'-ry'i*^iaK£iKffl»if(c S t ^ f - * * Table 3. 4 £ 3. 5 IC*-f „
Table 3.1 Temperature Dependence of Elastic Constants
Temperature [°F]
Young's Modulus [10G psi]
Shear Modulus [106 psi] Poisson's Ratio
70 29.9 12.0 0.26 100 29.8 11.9 0.27 200 29.5 11.8 0.28 300 29.0 11.6 0.29 400 28.6 11.3 0.30 500 28.0 11.0 0.30 600 27.4 10.7 0.30 650 27.1 10.6 0.30 700 26.6 10.4 0.30 750 26.3 10.3 0.30 800 26.0 10.1 0.30 850 25.6 9.9 0.30 900 25.3 9.8 0.29 950 24.9 9.6 0.29
1000 24.5 9.4 0.29 1050 24.1 9.2 0.28 1100 23.7 9.0 0.28
J AERI-M 7948
3.静的機械的性質
2 Ji C r -1 Mo鋼の NT材のヤング率，岡iI性率，ポアソン比の温度依存性を Table3.1 11:
示す 1)
AN材と NT材の応力一ひずみ関係の濁度依存性を Fig.3. 1と Fig・3.21ζ示す 2) 乙れらの
材料の化学成分と SA387 Grade Dの仕織を Table3.2に示す 0
2)AN材と NT材の降状応
_ • 2) 力の温度依存性を Table3. 3と Fig・ 3.3に不す。 室温-1200 oF (649
0C)の閥では NT
材の降状応力が AN材の降状応力よりはるかに大きいζとがわかる。 AN材については温度依存3)
性とひずみ速度依存性を含めて 3次元的に調べたもの や. AN材. NT材の強度の依存性u:つ4)5)6)7)
いてはいくつかのデータ がある。 NT材の引張性質に及ぼすひずみ速度と温度の影響に
関するデータを Table3‘ 4と3.5IC示す。
Tab1e 3.1 Temperature Dependence of E1astic Constants
Temperature Y oung 's Modu 1us Shear Modu1us Poisson's Ratio [ OF) [106 psi) [106 psi)
70 29.9 12.0 0.26 100 29.8 11.9 0.27 200 29.5 11.8 0.28 300 29.0 11.6 0.29 400 28.6 11.3 0.30 500 28.0 11.0 0.30 600 27.4 10.7 0.30 650 27.1 10.6 0.30 700 26.6 10.4 0.30 750 26.3 10.3 0.30 800 26.0 10.1 0.30 850 25.6 9‘9 0.30 900 25.3 9.8 0.29 950 24.9 9.6 0.29
1000 24.5 9.4 0.29 1050 24.1 9.2 0.28 1100 23.7 9.0 0.28
』・ーー』
-4-
Table 3-2 Chemical Composition*
SA-387 Grade D Element C-E Mill Specification C 0.10 0.12 0.15 max. Mn 0.49 0.46 0.27-0.63 P 0.017 0.014 0.035 max. S 0.011 0.014 0.035 max. Si 0.28 0.24 0.13-0.32 Cr 2.12 2.19 1.88-2.62 Mo 0.95 0.93 0.85-1.15 Ni 0.19 Cb 0.01 W 0.01 Sn 0.010 Zr 0.001 Co 0.012 Cu 0.12 N 0.010 Al 0.001 V 0.020 B 0.0004 Ti 0.01 As 0.011
*Weight Percent
Table 3-3 Tensile Properties
0.2% Yield Tempi srature Annealed N & T F C ksi MPa ksi MPa 70 21 36.0 248.2 59.6 410.9
35.7 246.2 58.3 402.0 35.8 246.8 58.4 402.7
400 204 34.1 235.1 52.6 362.7 33.7 232.4 51.7 356.5
575 302 32.0 220.6 53.3 367.5 31.4 216.5 53.6 369.6
750 399 30.0 206.9 49.7 342.7 30.0 206.9 49.3 339.3
900 482 27.9 192.4 46.8 322.7 28.6 197.2 46.3 319.2
1050 566 26.5 182.7 42.7 294.4 26.2 180.6 42.9 295.8
1200 649 20.1 138.6 33.3 229.6 20.4 140.7 30.9 213.1
ASME Specification SA-387 Grade D 30 206.9 45 310.3 min. min. min. min.
TENSILE 70 21 69.8 481.3 77.4 533.7
ASME Specification SA-387 Grade D 55 to 379.2 70 to 482.7 80 to 90 to
551.6 620.6
> m 3>
k
ー“.
守
'1ム
nU噌ょう
'-nu---nunU1ム
E一09118259111012102nu--
-一1400219100000100000o
pu---------------------
ιnununununUう
ιnunununununu内
Unununununununu
Tensi1e Properties
N & T
ksi MPa
59.6 410.9 58.3 402.0 58.4 402.7
「一部川畑一一郎一日山川
Tab1e 3-3
Temperature
F C
70 21
Chemica1 Composition*
SA-387 Grade D
Specification
0.15 max. 0.27-0.63 0.035 m皿.
0.035 m部.
0.13ー0.321. 88-2. 62 0.85-1.15
Mill
0.12 0.46 0.014 0.014 0.24 2.19 0.93
τab1e 3-2
362.7 356.5
52.6 51. 7
235.1 232.4
34.1 33.7
204 400
367.5 369.6
53.3 53.6
220.6 216.5
32.0 31. 4
302 575
』
kp回胃
HtZ叫申品田
342.7 339.3
49.7 49.3
206.9 20己.9
30.0 30.0
399 750
322.7 319.2
46.8 46.3
192.4 197.2
27.9 28.6
482 900
294.4 295.8
229.6 213.1
182.7 180.6
20.1 138.6 20.4 140.7
ASME Specification SA-387 Grade D
30 min.
42.7 42.9
33..3 30.9
26.5 26.2
566
649
1050
1200
*Weight Percent
↑L
一n一己一四一
chpS紅
白
恥
脳
出
w
h
k白
白
N叫
V
B目
白
可ム一
官M
一
巳n
310.3 min.
45 min.
206.9 ml.n.
TENSILE
533.7
482.7 to
620.6
69.8
ASME Specification SA-387 Grad仁 D
55 to 80
77 .4
70 to 90
481.3
379.2 to
551. 6
21 70
JAEBI-M 7948
Table 3.4 Tensile properties of normalizcd-and-tcinpered 2.25 Cr-1 Mo steels at 0.02/min nominal strain rate3'. 8)
Carbon Temperature Strength (ksi)b> Elongation Reduction (wt %) <°C) (%) in area (%) (wt %) <°C)
Yield • Tensile (%) in area (%)
0.009 25 40.8C> 25 36.8* 60.2 23.2 87.0 95 34.8 55.2 21.3 87.3
204 33.8 61.4 16.8 86.1 316 32.9 59.6 16.4 81.2 371 28.6 .V.3 20.2 82.1 454 29.2 62.1 16.6 82.3 510 23.6 49.5 22.4 8S.3 565 21.4 40.2 30.4 88.5
0.030 35 45.5C> 25 42.3«) 61.4 29.3 82.9 95 39.9 69.6 21.7 81.6
204 34.9 63.7 19.0 81.3 316 32.7 65.2 15.6 77.8 371 28.6 63.5 15.6 78.9 454 26.0 62.7 16.5 30.6 510 25.6 61.0 19.0 81.9 565 20.5 45.6 23.6 85.5
0.120 25 83.1c> 25 77.9d> 94.3 16.6 75.3 95 68.6 86.1 15.6 72.8
204 -.' 68.4 86.2 14.0 76.9 316 •63.7 9P.4 14.0 66.6 371 67.0 92.8 13.8 73.0 454 58.3 82.0 16.2 75.0 510 58.3 74.2 14.2 77.2 565 54.7 61.4 20.4 8S.4
0.135 25 83.9 100.7 16.0 67.3 95 86.4 101.4 14.4 74.7
204 7«.S 92.6 12.3 . 73.1 316 81.8 102.9 12.4 69.6 371 70.6 93.1 12.2 74.5 454 67.4 84.8 12.6 72.9 510 71.2 82.8 13.2 78.0 565 57.8 62.5 16.3 85.5
a ' Crosshead speed 0.013 cm/min. b ) The unit 1 ksi - 1000 psi. c ' Upper yield point. "' Lower yield point.
JAERI-M 7948
Table 3.4 8)
Tcnsile propertics of normalizcd.and'lcmpered 2.25 Cr -1 ~Io 引ecls .1 0.02/01in nomin31 slrain ral.a)
Carbon Temperalure Slrenglh (ksi)b) EJongation Reduction (WI骨』 (OC) ('.'】 in .rea(%)
YieJd . Tensile
0.009 25 40..88Cd} } 25 36 60.2 23.2 87.0 95 34.8 55.2 21.3 87.3
204 33.8 61.4 16.8 86.1 316 32.9 59.6 16.4 81.2 311 28.6 ，~3 20.2 82.1 454 与9.2 62.1 16.6 82.3 510 23.6 49.5 22.4 85.3 565 21.4 40.2 30.4 88.5
0.030 25 45.5C)
25 42.3d) 61.4 29.3 82.9 95 39.9 69.6 21.7 81.6
204 34.9 6l.7 19.0 81.3 316 32.7 65.2 15.6 71.8 371 28.6 63.5 15.6 78.9 454 26.0 62.7 16.5 90.6 510 25.6 61.0 19.0 51.9 565 20.5 45.6 23.6 85.5
0.120 25 83.1C)
25 71.9d) 94.3 16.6 75.3 95 68.6 86.1 15.6 72.8
204 、 68.4 86.2 14.0 16.9 316 '63.1 9['.4 14.0 66.6 371 61.0 92.8 13.8 73.0 454 58.3 82.0 16.2 75.0 510 58.3 74.2 14.2 77.2 565 54.1 61.4 20.4 86.4
0.135 25 83.9 100.7 16.0 67.3 95 86.4 101.4 14.4 74.7
204 16.5 92.6 12.3 73.1 316 81.8 102.9 12.4 69.6 371 70.6 93.1 12.2 74.5 454 67.4 84.8 12.6 72.9 510 11.2 82.8 13.2 18.0 S65 57.8 62.5 16.3 85.5
a) Cro日h..dspecd O.1113 cm/min. b) Thc unit 1 k品=1000 psi. 。Upperyicld poinl. d) L':'~cr Yicld Poinl.
-6-
JAERI-M 7948
Table 3.5 Tensile properties of normalized-and-tempered 2.25 Cr-1 Mo steels at low strain rates.
Carbon Temperature Strength (ksi) Elongation Reduction (wt%) CO (%) in area (%)
Yield Tensile
371
Nominal strain rate 0.0008/min*'
16.7 0.009 371 28.6 59.1 16.7 79.9 454 2S.9 53.2 16.6 82.9 510 29.7 51.3 18.4 85.5 565 21.5 34.0 27.5 92.6
0.030 371 27.2 62.6 14.5 S0.2 454 25.S 61.4 17.4 81.0 510 23.4 53.1 17.6 83.0 565 22.0 41.1 26.6 88.7
0.120 371 68.0 88.6 13.9 76.0 454 59.6 78.0 14.0 78.7 510 58.8 68.2 15.4 85.5 565 49.9 52.2 21.6 90.4
0.135 371 77.2 94.3 10.9 71.5 454 71.9 84.7 10.6 73.9 510 63.7 71.9 16.1 83.8 565 59.4 60.7 15.5 87.0
371
Nominal strain rate 0.00008/min°)
16.2 0.009 371 28.3 59.9 16.2 S7.2 454 26.7 53.2 20.9 88.7 510 25.8 41.0 31.3 93.3 565 19.4 24.1 50.0 93.3
0.030 371 27.8 67.8 16.9 84.5 454 25.8. 56.9 17.7 83.6 510 20.6 44.1 23.0 85.4 565 18.0 24.8 36.7 88.8
0.120 371 62.5 86.9 14.3 76.6 454 58.7 70.0 14.4 76.9 510 55.1 59.2 16.0 S4.8 565 33.9 39.3 22.1 81.1
0.135 371 72.3 JS0.4 13.1 72.3 454 62.0 72.3 14.5 ' 81.8 510 56.8 59.9 14.0 80.3 565 35.9 39.8 21.1 79.8
*J Crosshead speed 0.005 cm/min. "' Crosshead speed O.O00S cm/min.
- 7 -
J AER I-M 7948
Tab!e 3.5 8)
Tensil. properties of normaJjzcd...nd.怯mpered2.25 Cr-l Mo sl.elsallow剖nun阻 1.5.
Carbon Temperllure 51回nllh(ksi) Elongalion R.duClion (wt~】 ('C) (¥11) mar伺(%)
Yield Ten5Ue
Nomlnalsl四inrole O.0008/mino)
aω9 371 28.6 59.1 16.7 79.9 454 25.9 53.2 16.6 82.9 510 29.7 51.3 18.4 85.5 565 2l.S 34.0 27.5 92.6
0.030 371 27.2 62.6 14.5 60.2 454 25.8 61.4 17.4 81.0 510 23.4 53.1 17.6 83.0 565 22.0 41.1 26.6 88.7
0.120 371 68.0 88.6 13.9 76.0 454 59.6 78.0 14.0 78.7 510 58.8 68.2 15.4 85.5 565 49.9 52.2 21.6 90.4
0.135 371 77.2 94.3 10.9 7l.S 454 71.9 84.7 10.6 73.9 510 63.7 71.9 16.1 83.8 565 59.4 60.7 IS、s '7.0
Nomlnol副roinr.le O.00008/minb)
0.1ω9 371 28.3 59.9 16.2 '7.2 454 26.7 53.2 20.9 88.7 510 25.8 41.0 31.3 93.3 56S 19.4 24.1 50.0 93.3
0.030 371 27.8 67.8 16.9 84.5 454 25.8. 56.9 17.7 83.6 510 20.6 44.1 23.0 85.4 565 18.0 24.8 きo.7 18.8
0.120 371 62.S 86.宮 14.3 76.6 454 58.7 70.0 14.4 76.9 510 55.1 59.2 16.0 14.8 565 33.9 39.3 22.1 11.1
0.135 371 72.3 .9702A .3
13.1 72.3 454 62.0 14.5 81.8 510 56.8 59.9 14.0 80.3 565 35.9 39.8 21.1 79.8
.) 00田t闘 dsμed0.005 cm/min. b】Cro叫1阻 dspeedO.∞05 cm/min.
-7-
JABEI-M 7948
Fig . 3 .1 Stress-strain curves for annealed 2-1/4 Cr - 1 Mo s tee l at . . various temperatures, (1 ksi - 6.895 MPa( F « 1,8 C + 32) lJ
0.03 ao< O.OE STRAIN • IN/IN F i g . 3.2
Stress-strain curves for normalized and tempered 2-1/4 Cr - 1 Mo steel at various temperatures. (1 ksi - 6.895 MPa; F « 1.8 C + 32) 1)
- 8 -
JAERI-M 79.8
1200F
21/，・ 0.'M。
曲
念。
-綱
u-"ω凶巴ドhw
。- 0..0.1
Fig. 3.1 Stress-strain curves for annea1ed 2・1/4Cr • 1 Mo stee1_at昔、~~~ious temperatures. (1 ksi • 6.895 Mpa; F • 1.8 C • 32) lJ
0..0.・面亙7O.国0.05 0.0‘-STRAIN . IN/IN
。.030.02
'曲。F
-mWu--ω腕幽巴炉
MW12帽 F
回
0.0.1
Fi!!. 3.2 Stress-strain curves for normalized and tempered 2-!(4 Cr -1 Mo stee1 at v~rious temperatures. (1 ksi・6.895MPa; F・1:8C.32) 1)
-8-
。;帽0.01 O.蝿O.帽0.0・STRA1N .IN/IN
0.03 。、回
JAERI-M 7 9 4 8
•0
2V4C r-1 M»
90 ^ 5 X T "
^ T " X
2 » >
»
*^"""^-n [ 2 » >
»
2 » >
» 0 NORMALIZED k Jtm EREO
0 ANNEALED
Fig . 3.3 •00 MO
TEMfERATUftE -1
Variation of yield strength with temperature for an annealed and a normalized and tempered' 2-1/4 Cr - 1 Mo S.teel. U ksi.« .6.895 MPai. F - .1.8 C t 323 D
- 9 -
JAERI-M 7948
ー'"
回
K¥ ト、、 ..n 、、で、. 、¥
ト宅
ロh ¥ ーー叶"""---可
~‘ ー可ト・h・
下¥。"開MAt.lZED・TEM時間口
ロA酬 E札 Eロ」 a
国
輔
拍
SM・2
』F
。.‘ωgpa
司。4凶.、，
同
，.
。Fig. 3.3
... .剖 ... ・冊T....竃IIIA1'URE・F
' ... ，.帽，.圃
Variation of yie1d strength with teuperature for an an-nealed and a normalized and temperea 2・1/4Cr ・ 1M。旦.teel. (1 ks.i . .6.895 MPa.. F ...1 ‘8 C~~~32)-U
-9-
JAERI-M 7948
4. ffifc t ' L i t t
I , * © J B & © $ £ t t © . & f t » £ # ? i r K # t f L O t t & # t t # g * ; * * i S < , ffl©^fci'L8fett(i,
3 1 6 ° C ^ b 5 9 3 ° C 9 ) © S K ® « K 8 9 W * « ^ t 5 ^ * 5 t M i ' , C f f l l S I S ^ i d Lfc*i&<£:
-eod^ ls t t^ f i 'F - rsa^ iL t rabnr i^o ^ l * " ^ H ^ ^ © i i ^ , 400 t-efia#p,a£ ffll-StiitttSc-e, ffiffl*«fci'Ll;tt(ci:|9«S©*ft*i^4Hr^'ttA^50
J&fc£*LIIfett lCg»£&<a:f B?< t L T ( i ,
1) •^^S^*5J:o ;^i(ii6fe%^ 2) t - ^ f t - l M b l S f c i O " : * - : * - ? ^ M t f i K f r b C & J P j i i K
3) & H & K
4) J&fc,fcXfcJ:tf&&&!tM&«©fflKfccfcCfB$|ffl3W*.5o
ttz, m.itLtzmttWi&ic£-,Tii, mfdimm^^^m^ttict h^mr'&60
4.1 tt*>£UJMfc*<DHMB
#5l$giSB, NRL&fiBtffc, W O L K g & f c i t f D W T T & S & a s m ^ n T ^ S , , &fc£*L8&ffc ftffliWctt, £ , t U T V / ' - y ^ - > + ^ f - a S t f c J ; i > " N R L ^ t t t S ^ f t * s ( B l ^ n 5 o it:, S £T-( i , 6&&®14©ff-fl£ LT Kic (1*«06< ffll^nS«|6|IC*>*„
-«a icE^gg»©f iS f f l * ^ *S8 f f l J fe { t l : « -Ha iJ1 -S iO( i f f i l t t t ! t y ) Table 4.1 1 0 ) i e * - f J ;
7 t t x f 7 7 ' ? - ') y?*Mffl ( « & S. C- H i 9 * ) K J^BUbM^SF f f i LT t ^S , , c ©»t
a ^ S t c i i « c a * 4 * J , G . E . « * S S. C i c * f L T 8 * © S . C « ! f f l © ^ V T S ( V / - ; f
X bmimtb z>tit£l\ itz, S.C.*affliHS**fei*L*!!.a^FK©ffi5H^lc-3^Tfe{B-«e. n x * ; 9 . . Fig. 4. 1 1 0 ) i Fig. 4. 2 U ) J: K) G . E . SWU S-C- JJIL/cfcfflli 47 5 °C T-100 0B§frf0)fcJ:O- 454°C"t* 3000mmn) ®%M&b8Llcm%t&£ttet>frZ0
4.2 « -«£E* )S* i l <D« fc i -O l l f t f b * * t e
10) Table 4.2 it, #S ©©£&»£-o^ -CS .C . jffiH£JI! Lfc£#©mfl;J :*^-fo 2 J i C r -
lMo , 3 C r - IMo , 5Cr - 0 . 5 Mo , 3. 5 Ni - 1. 7 Cr - 0. 5 Mo §H<i!&{b£fflJi-f
- 1 0 -
J AERI-M 7948
4.焼もどし脆性
原子炉，石油精製，各種化学プラントおよびボイラなどの圧力容器は大型化とともに，極厚化
し，その用途の安全性の点から非常にきびしい材料特性が要求される。鋼の焼もどし脆性は，0_ 9)
3160Cから 5930C の温度領域に鋼材を保持するかあるいは¥との温度領域を徐冷した場合に
その切欠靭性が低下する現象として知られている。高温ガス実験炉の場合， 400.Cで長時間使
用する乙とになるので，使用中焼もどし脆性により材質の劣化を生ずる可能性がある。
焼もどし脆性IC影響を及ぼす因子としては，
1 )合金元素および不純物元素
2) オーステナイト化温度およびオーステナイト化温度からの冷却速度
3) 結晶粒度
4)焼もどしおよび溶接後熱処尽の温度および時|也等がある。
また，脆化した鋼は場合ICよっては，脱脆化処理iとより靭性化する乙とも可能である。
4.1 焼もどし脆化量の評価
一般に，鋼材の靭性の評価Kはノッチνャルピー試験.三点曲げ COD試験，円周切欠っき丸
俸引強試験. NRL落重試験.WOL試験および DWTT試験が用いられている。焼もどし脆化
量の評価には，主としてVノッチシャルピ}試験および NRL落重試験法が用いられる。また.最
近では，破捜靭性の言平価として KIC値がひろく用いられる傾向にある。
一般IC圧力容器鋼の使用寿命末期の脆化量を実測するのは困難なため Table4‘1 10)に示すよ
うなステップクーリング処理(以後 S.C.処理と呼ぶ)κ より脆化盆を評価している。乙の処
理方法には数種あるが.G.E.標準型 S.C.に対して種々の S.C.処理の dvTs(Vノッチ
ジャルピー試験における遷移温度の上昇量)の相違は.士 1.C以内であり，いずれの方式のS.C.
でも差は認められない。また， S. C.処理と等温焼もどし処理時間の相互関係についても調べら) . _. . _1¥)
れており"Fig. 4. I.V
) と Fig・4.2 より G.E.標準型 S.C.処理したものは 475.Cで
1000時封。)および 454.Cで 3000時間11)の等温焼もどしに相当する ζ とがわかる。
4.2 各種圧力容器鋼の焼もどし脆化感受性
10)
Table 4.2は， 各種の低合金鋼についてS.C. 処理を施したときの脆化量を示す。 2~ Cr-
lMo， 3Cr -IMo. 5Cr -O.5Mo. 3.5Niー1.7Cr-O.5Mo鋼は脆化を促進す
る元素を比較的多〈含み，かっ組織もベイナイトで初期靭性は比較的すぐれているが.焼もどし
脆化感受性は高い。その他の Cr-Mo鋼の焼もどし脆化感受性はかなり低い。
一10-
JAEBI-M 7946
4.3 &<b£LMbiZ%.{3T£&itmts£U*KtoJtm<DKm
(1) €f&7C« to)
Fig . 4. 3 Ut, * i) 7-7y& 1.41 w/o * " P ^ ^ / : 2 5iCr - 1 Mo Mffl S • C • © a M&OFATT (Fracture Appearance Transition Temperature : 5 0 # E t t ® B J I &SK) £*-f„ ccgi^t-fJ yfyffliao. 5&<- t.o^ftiiTfe(;, s-c-*&a&© JFATT©*li^iis6^7C.*ffl#*l:l i :<&SL, SSxJKa^tt^tei'ffifci*LSfe{tlffi§tt(i « ' h $ t ^ i ^ t J ^ S 0 ^DAffljfe^^ffljgfKi, Ni - C r -Mo a U C o ^ T H - t b n r fc1? Fig. 4. 4 1 3 ) l ^ - f „ Cr *#£lM3<!:JM;-f * t £#fc>a>*o
(2) :FWfe5c*
-^TigfcStt, 2J* C r - 1 Mo »T©8feft, ©«?$(*. l ) ^ > S > 7 y f * i ' , t £ © J g (Fig. 4. 5),0)-C"t&9 , lrfb&8(Xtt X = 1 0 P + 5 S n + S b + A s / 1 0 0 £ t t 5 „
*©ffl!©7&JR£ L T , ^-'f jRfciO'ff l lco^TIi , -eft-eft Fig- 4 .6 , Fig. 4. 7IC^to y - f * ( i , JSSSfci'LlS'i^raOBatf.-PSSJffifcirL^-v ^ - * P ( T * (log t + 20)x 10- 3 : T : t t f c i*LSK : ° K , t :$fc£*U$ia : h ) IC®< $ # L, ®mif*P<D
«f f l^#T ' ( i 400°C 10 4 h ©ffifflT- P = 16. 2 , Hl;< 4 0 0 ^ , 10 ' h T P = 1 6. 8, 5 00 t . 10 5 h T* P = 19. 3 £ t t S „ 2 J i C r - 1 Mo aifflfr-f * # = & * « 0. 2 ~ 0. 3 % T-*0 , ±M<D®.m3k'fr-Z\-t>T<\%\z.mMtZ> 4vTs As 25 ° ~ 4 5 t S S i a * h 4 C
<\ n a « © ^ ^ ( i ^ b i i S t t * s ^ " ? * s 0 i@^#a*o.01 {KjaTic-f s c ± i i . s s i ' i
gtt*»4>tt<^t±#*>;(>»5„ ^>**y©«*l i Fig. 4.8 fCfOT 0.6^Pff£ICJfeft©g/Jv <t*S* -5 C t tiiTF. £ t i t l> S„
*fc . SSMtficot^Tte Fig. 4. 9 1 6 )it*Sft.5<k9ic 0.7-0.9 afflfflKBUbfflSas* t>ft-5„
2 J iCr - 1 Mo &<»&&-?:•&•? vif ytt. 0. 3 - 0.6 5K±|£ t .^g t t£8oTOS©-T?Jg ^•^EflSS&IC^ffl-r^*^-, vy* , y©«afi©ft j£ic«-^Sfc©Bf*ICt-3 ! i JS*J*«o
©fa 3te©K»£fe-?£;*ft-t:o.5< r
1 8 ) Fig. 4. io««tticjfefbff.«X£ MM * + ? : / # >+m+-y<r^) ©Bf£±9, «ftt«c JvTs £ig*>l-£i:<iB8&T-J:<ftssftr^s. Fig. 4. 11 tt&imM X t J F A T T K ^ i a - f (-5M * + -7 y t f v ) » © « • £ » ! ' * * : feffl T?, l^-f.tlfee*IB««-^-f**. C/>f * + y * , v ) »KJ:I9 J F A T T * « K » S t l . 4 tz, >M * * < C J ; o r ' f c * © * f f f l l * ^ t ) S J : < t A i i 8 J 6 6 n « 0
c n 6 © f e * ^ 6 ^ « * l 7 c * « . SKIfefcSiSx*-??****, —8MB. * 4 ^ f c i t w y
- 11 -
JAERI-M 7948
4.3 焼もどし脆化に及iます合金元来および不純物元棄の影.
tf4jd‘JS-4F
(1) 合金元素12)
Fig. 4.3 は，モリブデンを1.41 w/oまで変えた 2!.{Cr -1 Mo鋼の S.C.処浬
前後のFATT(Fracture Appearance Transition Temperature 50勉延性破函遷
移温度)を示す。 ζ の図からモリプデンの量は 0.5%ぐらいが最適であり， S. C.処理後の
.IIFATTの量は不純物元素の含有量IC依存し，残留元紫が少ないほど焼もどし脆化感受性は
は小さいととがわかる。クロムの脆化への影響は， Ni -Cr -Mo鋼について調べられて
13 ) おり Fig.4. C'IC示す。 Cr量が多いほど脆化するととがわかる。
(2) 不純物元素
不純物元素の影.については，各元素単独に調べている例はほとんど見あたらない。い
くつかの不純物元素の鋼材の脆化lζ及ぼす寄与の程度は p 次式で定義される脆化係数Xによ
って表わされ， 2!.{Cr-1Mo鋼での脆化の寄与は.リン>錫>アンチモン，ヒ素の順102 ー-
(Fig. 4. 5 ) であり，脆化係数Xは X= 10 P + 5 S n + S b + As/l 0 0となる。
その他の元素として，ケイ素および銅については，それぞれ F電・ 4.6.Fig・4.7に示す。
ケイ索は.焼もどし温度.と時間の関係である焼もどしバラメータ P(TX(]og t+20)x
10-3 T :焼もどし温度 oK， t 焼もどし時間:h)に強〈依存し.高温ガス炉の
使用条件では 4000
C 10・hの使用で P=16.2.閉じく 400"C. 10・hで P= 16.8.
500"C. 10' hで P= 19目 3となる。 2!.{Cr-lMo鎮のケイ素含有量は 0.2-0.3%
であり.上記の使用条件ではケイ棄に原因する.IIvTsが 250 -45"C程度見込まれる乙
とになる。銅は.素地の組織と不純物元素含有量の多少に強〈依存する。すなわち.ベイナ
イト組織の場合は脆化感受性が大である。銅含有量を 0.01%以下にするととは，さほど困
難でないので，一般の母材は偏により遷移温度が上昇する ζ とは殆んど問題にならないが，
中佐子照射の場合.あるいは溶接部等については検討する必要がある。一方.純度を良くし
たり，初析フェライトを含むと脆化感受性は小さくなる。 7 ンガン，ニッケJレ15)，;t.脆化感
受性が少ないととがわかる。 7ンガンの影響は Fig.4.8において 0.6%附近に脆化の極小
値があるととが示されている。16)
また.溶接材については Fig.4.9 にみられるように 0.7-0.9%附近に脆化の谷がみ
られる。
2!.{Cr-1Mo鋼の規格では7ンガンは 0.3-0.6 %と広い許容値を持っているので原
子炉圧力容器に使用する場合.マンガンの長適値の決定には今後の研究にまつ必要がある。
一 ‘ 17) アルミニュームは.他の不純物元素より感受性が少払い。 炭素は，ほ Yケイ素， 7 ンガン
18) の約 3倍の影審をもっとされている;.-'Fig. 4. 10は横軸IC脆化係数Xと(ケイ素+7ンガ
ン+鍋+ニッケル)の積をとり，縦軸』ζ .11vTsを表わすと直線関係でよく整理されている。
Fig. 4. 11 は脆化係数 X と.II FATT に及~iす(ケイ素 +7 ノガン)量の影響を調べたもの
で.いずれも直線関係を示すが. (うイ素+7ンガン)量』とより.IIFATTが影智され.ま
た.ケイ 3軽量によってもその依存度が変わる ζ とが認められる。
乙れらの結果から不純物元素は.主に脆化誘起元素であるが.一部銅.ケイ素および7 ン
一11-
JAERI-M 794 6
if v © J; -5 ICBUbditJc* fe S> 6 „
i M * n t t ^ . Fig- 4. 12 U>) y£WM& 0. 00 7*>£ 0.3 4 » i t & t S - t , 482 °C"P 50Q0B$RSl$#iLfcl$ffl <JFATT£*Ti\ ') v ^ f t 0. 0 16 S ^ T T - l i 1§%VLXI «!I) t t©(ST«^t»n«C\ - # , ' ) y t W i 0 | l ^ © ( i , B3#l$liai0 00l8F|iSTJFATT ©t&RlAs^-t.nTC-'So
eft£©^ffi$x*KJ;&!!feffc©IIB(i, ^ S f e W f i ^ © ^ ^ ^ ^ * © * ! &IC<fc£ fc cotZti. Sfili'J y a ) r y H y , ^22)tt<!:«-3)--->-J;^*fi**^Jfflb, Jfert:£©l?8&#
(3) 3 | - - : *x ;M M b f i S f c i t f ^ - ^ T x - f Hbf iKf r £ > © & $ & £ © « • ^H iP l t t i i , S S ! i i * t t ^ © ^ — ( b f e - ^ ^ S n l ^ c ^ i H T ^ - ^ x ^ - ^ Mb£*fcll**£ir
© * ( I ^ f * 5 „ C<D*-T.T-i-4 Mbl*, ft*l«ttK!.S©l8tt£«irf*irS;ti&©S®teH x-?2>£ 0 Fig- 4. 1 3 2 3 k , 800°CA>£ 950 t ©fiKffi*T? * - * x : M MtLfcB#© vTs £ * - f „ iSlfflOS vTs **S< tt»3 , S-C.4affl«rJteLfcSt© <JvTs t > * # 0 „ * - x r ; M Ktff lK*^©! l &aaSl i f f i»»C3*<K»b, « « W t t * « - S « - r S o 2 ! iCr -lMo fH©ft8Wte CCTSI£ Fig- 4. 14 9 ) IC* to &ffl&Ktf*f-tf fttf'M x 4 (-+-?^ f>t-( H , a o i ? x -f n-'M r4 na«*^-rci*it5^-5o Fig- 4. i s 2 4 k, * - x x : M bim&fri®&MlM8£&mZtzme>%m&i!ttsJ:V&ftit£7S<?0 6 t / m i n lcl±.<DftW&mTUi x-fe<Dte.Kts;?,ti, Ztl&T-e&Bttt&TtZo Fig- 4. 1 6 2 5 ) <i . v T r s C g - f t ^ L , <$£piIKas 6 t / m i n * T « i i i » t t v T r s f f i © T # * & l l S *i . *f t J i ( ± - e « - S i « S 0 c n b © f f l » « - « s g - r 5 i 6 ° C / m i n £ ( ± © i ^ a a K - e ( i ' < ^ ^ ' f h iia»*s±<*T*o. .-e-ftJiiTfii? i7-( h +'*-7 4 H*a«i?*f3, £©I$©SJ$JT7 * 7 4 b © ® S ^ ^ ^ - 5 £ , Fig- 4. 1725)tc^-r<fc-3K 6°C/min) i (±©J^SaST' l i^« l ' 'C : i*J*3*5„ Cl0J;^ICiH|||*i56K*5<ttFttttlCii<«*-r«C<!:*st>^5o t ^ . F i g - 4 . 8 S ) i c * - f J^lcUiUb&S (Si +Mn + C u + Ni) • Y # * # < , SfefbL^fcffllSi'&A
« I C ^ t t O ©*•:*£&IJto Fig. 4. 19 (2, J P 3 f e * f L ¥ ^ © & a i § K £ * - f o C©g|T 40°C/min O&flJilSte . 20 ramiSfflfcffl-e», 200 mm S 3 t?*j&A*l LA: fe ©*5|^H©ffi8!i^^1-„ ttz, 160 m m ) P 3 © a K * f f i A n L / c « ^ . a?<*£K0©teffi* K £ Fig- 4.20a}ic^ta &mfr*> 4 0 m m f i [ O S § S t * « l &S iaKf f l£{ t##L < , i tLa±l£t£ Zl:—fetf£Z>C£i)it>frZo
(4) * - * x : M Hj£H*i&ffli>» Fig- 4. 21 1 7 ) (2, * -7.7-7-A h*&ll&K£lE;?.*:BS© v T r s O ^ f c & ^ t - . * - x - f x
4 (•&#;*;#< fts'i v T r s ( 2 ± # L , S- C- *&S»©»lft;l: fcJt*-f5„ *fc, * - :*xx4 hfe^as«^FI*fe7£*-c*«^'f*, « y*JJ;a««i'©fW*ic
ft#L (F ig - 4. 2 2 ) f 6 ) fife I C t , ?u A , '<Xy"?A , T>l>«i9A3Hz:«fc o t f e t f i *
- 1 2 -
JAERI-'" 7948
ガンのように脆化促進元素もある。
乙れまでは S.C.処理を脆化処理とみなして評価してきたが.等温焼もどし処理について20)
も検討されている。 Fig.4.12 はリン含有畳を 0.007から 0.34%まで変化させ.482
℃で 5000時間時効した時の dFATTを示す。リン含有畳 0.016%以下では時効による
靭性の低下はみられない。一方. I}ン含有量の多いものは.時効時間 1000時間で dFATT
の飽和がみられている。
乙れらの不純物元素による脆化の原因は，結晶粒界近傍への脆化寄与元素の析出によるも20_ _ _ _ _. .J2)
のとされ.最近はリン，アンチモン，釘-'tJ.どをオ}ジェ分析法を利用し.脆化との関係が
調べられている。
(3) オーステナイト化温度およびオーステナイト化温度からの冷却速度の影.
大型鋼材は，製造中材料の均一化および加工歪の除去等でオーステナイト化を役回繰返す
のが現状である。乙のオ」ステナイト化は.最終的な製品の靭性を確保するための重要な因
23~ -.l. n ^ ."'1 0，
子である。 Fig.4. 13~u1ま. 800 DCから 950tの温度領域でオーステナイト化した時の
vTsを示す。高温領u程 vTsが高くなり.S. C.処理を施した後の dvTsも大きb、。オ
ーステナイト化温度からの冷却速度は組織に強〈影傍し，機械的性質を左右する。 2UCr-9) ー
1 Mo鋼の代表的な CCT図を Fig.4. 14 -'IC示す。冷却速度が早砂ればベイナイト+<"ル24)
テンサイト.遅いとフェライト+ベイナイト組織を示す乙とがわかる。 Fig.4.15 は，オ
ーステナイト化温度からの冷却速度を変えた時の引張強さおよび降伏比を示す。 6t/minお}
以上の冷却速度でほ Y一定の値になるが.それ以下で強度は低下する。 Fig.4.16 は，
vTrsの変化を示し.冷却速度が 6t/minまでは急激な vTrsの低下がみられるが.それ
以上では一定となる。乙れらの組織を観察すると 6.C/min以上の冷却速度ではベイナイト
組織が主体であり，それ以下ではフェライト+パーライト組織であり，乙の時の初析フェラ
25) ー・。イトの面積率をみると. Fig・4.17--'1<:::不すよつに 6DC/min以上の冷却速度では少ないと
とがわかる。とのように組織が強度および靭性に強〈彰智する乙とがわかる。また.Fig.4.8 :15)
に示すように脆化係数 CSi+Mn+Cu+Ni)・Yが大き<.脆化し易いものほど焼入
冷却速度依存性が大きい。一方大型極厚鋼になると，その厚さにより冷却速度が異なり，組13)
織にかなりの影響を及ぼす。 Fig.4. 19 は.厚さに対し平均の冷却速度を示す。との図で
40.C/minの冷却速度は.20 mm厚さのもので空冷. 200 mm厚さで水焼入れしたも
のが同等の組織を示すο また. 160 mm厚さの鋼板を焼入れした場合.深さ方向の冷却速臼}
度を Fig.4.20 に示す。表面から 40mm位の深さまでは.冷却速度の変化が著し<.
それ以上になると一定となる乙とがわかる。
(4) オーステナイト結晶粒径の影響17)，
Fig. 4. 21 は，オーステナイト結晶粒度を変えた時の vTrsの変化を示す。オーステナ
イト粒が大き〈なると vTrsは上昇し. S. C.処理後の脆化量も増大する。
また，オーステナイト結晶粧度は不純物元素であるケイ素，リンおよび錫などの含有量に26)
依存し CFig.4.22 X 他にも.クロム.バナジウム.アルミニウム等によっても支配さ
れる。
-12 -
JAEEI-M 7948
(5) $fc£'L"?7 *-9bMt&%.& mm®M<&®£'5;it:, Jfck£*L©eKlcj:oTJ&fc£*LI! i f fcicrt:£<g*-f£ 0 <£fe£'L
fflSKfi, —fiafc«Efci'L'fy^ -9 P =T x (log t +20 ) 1 0 ' 3 T i l J f t t l > 5 0
Fig. 4. 23Z7hi&AtL®l£-o^r, ffiti:*L'<7^ - * £ 0 .2# i i# , vTrs, FIG ( *tW « « * ) fciO1 S-C-Mffl^© ^vTs ©BHS**-r„ 0. 2 96MtHtHt fc £* I.'-? 7 y - ? P ©J fSD£* IC^^L , v T r s i i P = 20. 5 i C $ i M ! £ * L, WMTgfc<5«ffi<£*-f „ JvTrs l i P © l t m i C i M i t « f 5 0 £fc F iot t 1 9 <LP "<; 2 0. 5©RaT-£fl; Ltet,\, Fig. 4 .24 2 7 ) ( i , ffifc£'L'-°7y - ? £ ^ * i *>f * « - ^ ^ ^ B # © JvTs £ * L , fgy-fsMT-(iP©ifJnlCflH'>P = 19 < t>t^T?@*f i£*L, t © i f i T f 5 „ ,«<!M*ffl-c<;t@*fi
27 1
( 2 * £ t t t t l , \ Fig- 4.25 It, &fc£XJfe*fcj£'gttlc;fcfrfJISfc£*L « ! , «&#©«»£ I^^/cfe©T-, «Efc£'Lli{t*! ia^©l9tt l i |^-Pffl iK^l^rfc)gSttfe£*bH<!:Jfe<tSS g&A**;#<.\ * f c . l^-*lfc£*Lfiffi<C O t l i , Bfe<fc«!.g&© 4vTs(i&fc£*U§K§© i f i D £ * l c ± # L , * © § r F f t L T O £ 0
(6) »SBfcig «& f f l * i i©^ r t f i , *©f f i i l®<e j ;O«Ml t t t tBK*£<f0»£&t f t < > 2 5 i C r - 1 Mo
SB © iffl »lc-31, •>-£(*, Copeland9)(c«t0 4 £ t o t > n r ^ 5 o Fig- 4. 26( i , USSaait<t •5t§£.*ittJffi£^*>Litfc©-??, 2 ^ C r - 1 Mo£HIC#£-f S*S(2, *-7.T~fA Hfcfi Kfrbff l&SPiiK (Fig- 4. l9)tcjiiot-^TtA h, ^ 4 ;M h, T ' l - f y t - l hfcj ; o'7x7^ hj5i46E*ns„ 4fc. 5a#F^»*aai-sc:£icj;*)^<b^ffl«Ta*sfiSo van 3kt$li Fig . 4. 2 7 l C ^ ; L , K l f f l l * ^ M 2 3 C 6 . C r , C 3 , M o 2 C , Fe ,C*5<ktF« - £ H t
| / j : i ' * a * f t ^ C f t b , fifciO-K^^C^^tiKli Table 4.3lC^-r o
- 1 3 -
JAERI-M 7948
(5) 焼もどしバラメータと脆化感受性
溶接後熱処ffiiを含め，焼もどしの程度によって焼もどし脆化lζ大きく影響する。焼もどし
の程度は，一般に焼もどしバラメータ P= T x (log t + 2 0 ) 1 0 -3で整理されている。27)
Fig. 4.23 仕焼入れ鋼について.焼もどしパラメータと 0.2%耐力， vTrs， Fro (粒界
破嬢率)および S.C.処理後の JvTs の関係を示す。 0.2%耐力は焼もどしパラメータ P
の婚加と共に減少し， vTrsは P= 20.5 IC減少値を示し，両側で異なる様相を示す。
4 vTrsはPの増加に逆比例する。また Fioは 19三Pζ20.5の聞で変化しない。 Fig.27)
4.24 は，焼もどしパラメータと含有ケイ索を変えた時の JvTsを示し，低ケイ素側で
はPの増加に伴い P= 19くらいで極大値を示し，その後低下する。高ケイ素側では極大値27 )
はみられない。 Fig.4.25 は，焼もどし脆化感受性に及ぼす焼もどし処理条件の影響を
調べたもので，焼もどし脆化処埋後の靭性は同一P値に於いても低温焼もどしほど脆化感
受性が大きい。また.同一焼もどし温度に いては，脆化処狸後の 4vTsは焼もどし時間の
僧加と共に上昇し，その後下降している。
(6) 微細僧造
微細僧造の変化は，その組織により機械的性質に大きく影響を及ぼす。 2l1 C rー 1Mo 9)
鋼の組織については， Copeland によりまとめられている。 Fig.4.26は，等調処尽によ
る相変態状況を表わしたもので， 211 C r -1 Mo鋼IC存在する相は.オーステナイト化温
度からの冷却速度 (Fig.4. 1 9 )によりオーステナイト，ベイナイト 71レテンサイトおよ
びフェライトが生成される。また.長時間熱処堕するととにより炭化物の析出が起る。析出
条件は Fig.4.27 IC示し，高濁側から M23 C 6， C r 7 C 3， M 0 2 C， F e 3 Cおよび 6 ー炭化
物などが現われる。これら，相および炭化物の格子常数は Table4.3 IC示す。
内
4u‘
••.
JAERI-M 7 948
Table 4.1 £ « * • ? -,-f • ? - >) v ?m\C J; 6ffi& i 'LSi f t l :©] t«c 2 )
2 n * » ? y • » - 'J ^ y « ) ' » » - i - A «T. (C)
O . E .
tSWffl 58St<lhij2id>5S8»<15hiiii^i, 624tX24l>JUitai» 4 9 6tX6 0 tu8il£lM G8tx \25h 2S£di»81BC * C
4 2
a.s. 69KX lh-£»58SCxi5h K » 624tX24li f ° > 4«6tXSOli-I2»<tat5<!J6h - £ £ * M 6 t A C
4 1
Etc.l 679 fN<lk -54a^ 6 , e t o < l 5 | l i «SdV52«rx24 l | iE ik >
4 9(tX«>hif&&4 (B'CKlOOh £^%>31 E'C A C 4 2
Callei 593irxi>-t£-»8iycxl8h r C » 524fcX24K TO » 46SfcXia>li-2!L*815tAC
4 9 '
ffi ) *4SJB : 9IOfcX4hWQ— J7StX8hAC-.895t*20liFC
Table 4. 2&SE;fjg38f8Si ,0&k£l,life<b!$ £tt 2)
M a ASTM K S - 1
s.c. !0 -
SMI! f i t© <T pa , -to
. <fc> s
s , * 10 _ 120 _ 1 D
M
S
I.IUo AIM Gr,C
M
S
MUa- I . IU i AiSI Cr.A M
S
I.IUt-4.Bto-«.INi AfiB Gr.ll M
S
I.KCr -a.5Ut AUTCir.ll M
S t H U r - i y *
AW Or.a
M
S t H U r - i y *
AW Or.a
M
S I C r - I U * All'Or. It
M
S SOt-t-MU ANT O . I
M
S
I.WI-l.lWr-Qab A " »
*
l l l C i - l » . AIMC&JM
* SCr - lu * AJKC6.RI
* IOr-MM»*> A I I I 02 is. * t U r - l * « •> A l i t Cr. ft
Table 4 - 3 ffifcitf^L^©#H^&
« f l &^#i»*
st—xf-^f 1- F. C. C a=3.555 ( Y - F e )
-7.ii/x>**M (. B. C.T a=2.865 , c=2.868
7^7-t h B. C. C a=2.8606 ( a -Fe )
^-f :M h 7 x 7 4 H - » » K f t f t M 2 3 C 6 F.C.C a=10.52 ( F e 2 1 M o 2 C 6 )
M6C F.C.C a=11.08
a=13.98
(Fe 3 Mo 3 C, Fe 4 Mo 2 C)
C r 7 C 3 = £ 1 1 c= 4 .52
Mo2C HCP a=3.00292 c=4.72895
a=4.5144 Fe 3 C *r*f l b=5.0787
c=6.7297
e -Kftfe H.C.P a=2 .73 c=4.33 (Fe 2 Mo 3 C, Fe 3 Mo 2 )
14
JAERI-M 7948
Table 4. 1 各種ステップ・クーリング法による焼もどし脆化量の比較2)
名跡 "-1".プークーリング申川，ーン '"・(t')
O.F.. “St"X1 h.ut:d，品S8t"x15hLJrCa.，. 524t"x24凶a之』‘2
師僧服 49 6t"xG 0.2&斗4伺，t"xlll¥h.2広乙凶1昨日
O.E. 69S"CX 1.~5a8t'xI5h ~田~ G2t"O<!4h ...!!!.. ー 4 1 伊冷聾 4Ut"xIOいよ町み、‘18"0<担5h..!.!:....U 困~AC
57民;")(1. .1星~a8"O<16..!些己与52作X2柿晶広どらS.c.t
4・10<船主島知"同曲.A底知15'・CAC 4 2
693t"X1 ・1乙"5a !J"CXI5h~ 島24t"X24. ..!L. 4 a' C.Uea 州国国h，C叫 1陀 AC
t主}熱処BU: 1I0t'叫hW司『・15O<ShAC司 895"0<20.FC
Table 4.2各種圧力容器用鋼の焼もどし脆化感受性 (2)
制橿 A S，' J，f S， C.処四附由由化} S.c.処聞によ串lトI化l!tL¥v1前:続格 -¥2・'， ...， • ‘
.0 121) 140 '.・lIO ..刷Or..C
tJII・-・-・11. A.U Gr.A 同鯛 1.......11伽~.IHI A'鴎0，./1 伊・
UU:r-・.UIIAI&TOr.II ..¥'170，."
I.IIU，-11I・A.IU • .c，-u .. ..¥".， Q，.II
IO，-'.11h UI'rOr.ー
.岨t・¥.喝oC.-o.fd‘.'“ 創
..aCr叶 11. AU・ct.ruIC'-"I_ ..ct!.Ff，
創 10，-1.5'"・ AIU~ t!i.
'Cr-U'"ーA 拘置0..'"
Table 4 -3 相および炭化物の格子常数
格子系 格子常数
オーステナイト F. C. C a=3.555 (y-F，巳)
マJレテンサイト B. C.T a=2.865 c=2.868
フェライト B. C. C a=2.8606 (αーFe)
ベイナイト フェライト+分散炭化物
M23C6 F.C.C a=10.52 (Fe21Mo2C6)
M6C F.C.C a=1l.08 (Fe3Mo3C， Fe匂Mo2C)
a=13.98
Cr7C3 三方品 c= 4.52
M02C HCP a=3.00292 c=4.72895
a=4.5144
Fe3C 斜方晶 b=5.0787
c=6.7297
! -炭化物 H.C.P a=2.73
(Fe2Mo3C， Fe3Mo2) c=4.33
-14-
JAERI-M 7948
,0 100 S00 1000 1000 3000(0005000;^
20 40
Fig. 4. 1 2.25 C r - 1 Mo , 3 C r -lMoff l0 475°C 'fb)lfe<b 2)
Fig. 4. 2 A«S®$ fe i* LJt{b*H4lc&l*r ffiA&SPilffi©!^
2)
i T ^ -T—'—r-P-12Z0 (LOW TRACE ELEMENTS!
O UNEMBRITTLEO V EMBRITTLEO: 1000 HR AT 900 F (480 CI
A OE-EMBRITTLED AFTER 1000 HR
T EMBRITTLED: STEP COOLED
A DE-EMBRITTLED AFTER STEP COOLING
g Fig.4.4 Effect of Cr content on temper 0" embrittlement susceptibility
of Ni-Cr-Mo steel (Ni Cr 0 series) * Impurity contents:
same as Fig. 5. 5)
Fig.4.3 Temper embrittlement susceptibility of 2 l/4Cr-Mo steels with high trace elements. 4)
- 15
JAEltI-M 7948
:;? 」ーT一一寸τ一一1面一寸商
A鋼の焼もどし脆化特性に及ぽす
焼入冷却速度の影響 2)
500 1000 2000 3000~α刀虫χ均H
o O銅版E・
戸田 J 酬。古
〆/qj;
475主
100 ðO~
Fig. 4.2
80
Fig. 4. I
ω -50.:
'凶・官民
P-12l0 IlO'.¥' l'RAtE ElEr.崎 Nτ割
OUNEt.1閏RITTlEOマweRITτLEO:1000附 AT900 F (480 C)
d OE-E'.拍剛TTLEDAf陀 R1000 HR
... Et.1EIUTTLED: SτEP COOLED
A DE..f.P.'BRITTl'ED AFTER STEP COOllNG
100
ー』
・ードE ・100
，.。-100
-2001
因
。
aFω
・4
-
h
h
F
‘‘
-lSO
1.5 1.0
事?品
0.5
。c.網..11制
Effect of Cr content on temper embrittlement susceptibility of Ni-Cr-Mo steel (NiCr series) *工mpuritycontents: same as Fig. 5. 5)
-1。
-/0. 。u
S Fig.4.4
100
50
P-1119 IHIGIi TP，ICE Elo.1E~TS)
.¥ 0 U制 ε~.' Ei則T1' lED¥ ... ELI&RITrLEO AFf~R 1000 HR "'T 900 F' (480 C)
d 0(..('"包剛TrlE!J AF1'ER 1000 HR
Y n仰向ITrtto:STEP caOlEO
.. OE-H\6RIτru:~ AFlER SfEP COOLING
200
-100
100
也、LFLFd司比
-100
うもM・Temper embrittlement susceptibility of 2 1/4Cr-Mo steels with high trace elements. 4)
pa
l.S 1.0
Fig.4.3
-2001
J A B R I - M 7 9 4 8
"0 001 002 P.Ai,Sb,Snl'/.)
Fig. 4. 5 2.25 Cr - 1 Mo88®$ £, £ L m t t t \c a x is t ~*-®,m±%
60
S<0
is \20
':ttti'l,'«5>-» (XHT*)
y i \p*n.s
J I 02 0.4
Si (V.) 06
Fig. 4. 6 2 .25Cr - lMoa i®^fe i 'L J l t i f t jo i t f - tS iOSMi 2 >
40
m/ _ \ ^Huiin
0.1 03
Fig. 4. 7 2 .25Cr- lMo I t t fCfc iSTCuff lUfS 2)
02 0* 06 W 0.6 08 10 0 02 0 02 Si •/. Mn V. Cu V. Nl V.
Fig. 4 8 J&feifLJfe&iC&S-f Si, Mo, Cu*f«t£JfNi©»* 7)
16 -
JAERI-M 7948
Q2 0.4 Si (%)
2.25 Cr -1 MOi綱の焼もどし2)
脆牲におよぽす Siの影響
06
-
F
O
MNω
抽出
0
『
υ・』hE6
・0とだ』骨
Fig. 4.6
Fig. 4.5
0.1 Q2
CII (%J
2.25 Cr -1 Mo鋼の焼もどし
脆性におよぽす Cuの影響 2)
•
Fig. 4.7
CY a仁づ
ZJill lR111
-16-
i I
Fig. ';.8
-6噌
JAEBI-M 7948
Oncriwi S38t( IOOT)
tB )20\
Manganese Content in Weld Metals(%)
'0 10 20 30 40 (Si>Mn>Cu*Ni)-7
Fig. 4. 10 2.25 Cr - 1 Mo«©$fe i'LJiflftltfcJ; &Tlti¥mft<0&m ; Si, Mn, Cu, Ni : a>X%, Y = 10P + 5Sn +Sb +As (ppm) / 100 : )
Manganese Content in Weld Metals(%)
Fig.4.9 Effects of manganese on thermal embrittlement. The upper is rating by the TEP; the lower is rating by AFATT 8)
c a w>~
< u.
10-
O High Si Tyiio
A Low Si Type
Bruscato's EmbritilemenI Faotor.x= 'OP+»sti+jiSn + t
13 14
— I:i 11 in.)
Fig.4.11 Influences of impurity elements on thermal embrittlement 11)
17 -
J AERI-M 7948
， p ，
/
，，' fi ， ，
;
〆'~ Cr.tcnon
"3810000‘F)
ifOO
4イ10 20 _ 30
(Si・Mn.Cu・M子FFig. 4. 10 2.25 Cr -1 Mo鋼の焼もどし脆性におよ
lます化学成分の影響;Si， Mn， Cu， Ni
ωt弘 V.= 10 P + 5 Sn + Sb + As (ppm) /100 .，
o 。
40
r~ 120
o
印
刊
川
w.mmmωmμo
p」唱さ苫
TXh，
Pミ史的心的」AS司
ー-0-一ー・ T.P.'.21.0(37 Bm明l
M ・R・ー--T.P今 200{3601J1"R)
川一叩
m
t
r
t
r
卜
!
℃
出
回
，A引
EEよ，tcJ凶Iu---ZEE-+-ZELLFb]a-ae凶ト
SZEE咽aEOEEM--』』
E凶
首
EB広ト
1.2 08 10
Manganese Conlenl附 WeldMetals (%)
町内卸
" 一一←-T.P."，' 21.0(抑制.//， ， ---_e_ー--T.P匂回0(360.川/〆， ， ， ， ， ， ， ， ，
o ./~・"~." .'
1:出80
2or40
」F
ト《弘司
Effects of manganese on therma1 embritt1ement. The upper is rating by the TEP; じhe10wer is rating by dFATT 8)
EY-IIts-EE-1百Manganese Content In Weld Metヨ'5(%)
Fig.4.9
15.+t..::ヨ
シー一一一
14 10 1I 12 13
Bru'5cat山 E附，ttlemenlFact川 J巴 55tl諜"止!--.り1111.1
工nf1uencesof impurity e1ements on thermal embrittlement .11)
-17-
8
Fig.4.11
JAERI-M 7948
200
-40 L-
X B337(RQ0O7) + B335(P;Q011)
» B338|p8$f] •C B3«9(RQ034)
1000 2000 3000 4000 TIME AT TEMPERATURE,HRS.
5000
Fig.4.12 Effect of aging time at 462°C on the FATT of 2 l/4Cr-lMo steel with varying levels of phosphorus. 12)
a A A vTrS O • vTrJO Optn :BofOri Btwp Online
- OolJd :*fwr n*p OooUnc * 4
A A •
I J I 800 8S0 900 950
Auitfuitlzlac ?«Hp«r«tura (°C )
Fig- 4. 13 x f 7 7 ' ^ - ' J y / K J ; 5 S&S8©
18
JAERI-M 7948
240 130
同リ、，1ttj'
vh
，aro岬lJ勾
nunu内U内凶甲ム
nunu門ぱ引川町川HW
-RPR円円
(({
『，Rd，。向。Auz
-3
、d
句、414'u司
33333
sananonD由
n
vn+ロpc
。円
F」『〉哨〉同吋・円
110
9つ
70
50
30
10
200
160
120
80
40
h
嗣.ドH〈h
出〈しFAM白
-10
bCOO
b.
Fig.4.12
2000 3000 4000
n~iE AT TEトIPERATURE.HRS.
Effect of aging time at 4620C on the FATT of 2 1/4Cr-LMo stee1 with varying 1eve1s of phosphorus. 12)
5000
d. . v1r8 4トO~ 0 ・vTr40
'i i i j j l -ー・・
;tO
mH
av
nb・o -
m山E
拘置
-T
E
目。ー民
臼争』-h
-t -u
aa
蜘
初
hωω
∞
----l
向。。一-odhLF
，.-hbF'
・
1000
。
-40 ~
ステップクーリングによる衝撃遷移調度の
変化とオーステナイト化温度の関係 15)
ー18-
Fig. 4.13
JAERI-M 7948
c Si M n P S Cr Mo Fe 0.09 0.26 0.44 0.008 0.010 7.25 0.99 BAL
Fig.4.14 Continuous cooling transformation diagram for 2 l/4Cr-lMo. 1)
I
— . » * • .
/ $
— . » *
/ $
— . » *
? / $ ?
S2rf= - t -—— 1
8
**" _ rs/T< , t 6 3 0 " c »
I iShr tempered)
— - e i — TS, ( 630"c * 15hr tempered 1 - - TS. (630"C> 15hf tempered * 630*C> 20hr PWMT)
l l is . (630"C« •PWMT:
IShr tempered + Post «eid heat
. 1 , 670*0 x 1
reaiment 5hr PWHTI
I 2 3 4 5 6 810 20 3040 6080100 200300 600 Cooling rate CC/min)
Relationship between cooling rate, tensile strength and yield ratio of 2±Cr - l Mo steel.
- 630*Cft IShr tempered
• — a 630»Cxl5hr tempered *630*C« 20hr PWHT*
I 2 3 4 5 6 8 10 20 3040 60 80100 200300 500 Cooling rote t^C/min)
Relationship between cooling rate and V-notch Charpy impact value of 1\ Cr-I Mo steel at 0 W C.
Fig. 4.15 &m&mtmffimm<tv>m% 1 6 )
- 19 -
-uh
。-ωEコLF《
E凶&主凶」F
O
D
O
D
O
D
O
O
D
l
四
日
D
0
0
0
0
α
0
0
0
0
o
m
o
旧
日
副官、，
au
民1
W
8喝
qM
。，‘引Hnuwnunununununu自
vnu
1
1
1
1
1
1
1
1
1
9
自
7
6
5
4
3
2
・5内U1
JAERI-M 7948
一--'-~- ...-_ __ ~ 100uF/h (TYPICAL FOR FULL
ANNEAL -FURNACE COOLI
TYPICAL CURVE FOR NORMALIZED
718 in. DIA BAR (521
1000
900
500
400
300
800
700
600
-Jニ525ιEr
200
100
103
TIME ¥secl
102 10
Continuous coo1ing transformalion diagram for 2 1f4Cr-1Mo. 1)
2 345681口 20 3日刊 6080100 200五羽 田0
C∞Ii崎市te ("C/min)
Relationship bet、、eencooling ratc， ten剣 lestrength and yieId
ratio of 21 Cr-1 ;¥[0 stce!.
Fig.4.14
90
nu
《
U
内
ν
n
u
《
U
B
7
6
5
4
-ae-r、2.τEE、z-E・
-四2・・ YS什S，【630-ta1Shr加叩ered)・・・・・ ysns.(63Q-C J.15hr ttmoered ・町O司'C1lShrPWHT‘i --0- T5， 1630-C1IShr temperedl --・・司・~ T5. (630"C温 J5hrtl!m岡昭d・510・CJ. 20l1r PWHT) _.~- 1S， 日ヨア'Cl'Shr !l!lnDtred-+ 6市町cx 1511( PWHτl
. PwHT: PQ，t IfItld heOI Irea1l官，..
昌一・一-630-C寵 l:5hrlemptrcd
20
a
i
v
n
u
k
d
【
EE】宮百、，
20aEH
3 4 5 G a 10 20 3040 6080100 200300 5(泊
C∞ling rate ("C/min)
Relationship between cooling rate and V-notch Charpy impnct
value of 2j Cr-1 1¥10 "，<<1 nt l)uC.
16) 冷却速度と機械的性質との関係
一19-Fig， 4， 15
。
J A E R I - M 7 9 4 8
W
20
" 0 o
o "- -20 o a t -w
! .60
-BO
-100
• ^ OTTT*, Ae Tempered - 0 ^ •»Tr», Stop-cooled OK. "St* <>vTritO, Am Tempered
- ^ ^ * k , *£% •»TrdO, Step-cooled
. 'AX •
...i i o
• • i . i i i 2 3 5 10 20 50 100 Cooling Rate ( *C/»in )
Fig- 4. 16 x T- 7 7° ? - i; y ?f*i<%:<nWim
0.5 1 2 J 5 10 Coollnc R»tt ( °C/«ln )
Fig. 4. 17 ftSiiffi, 7 'n . y ?tfctl]ilf7x 7-f hi « •* (FBP) , ft^*i» (Fm) AvTr 40«|ffl(I 1 7 )
Fig. 18 2.25Cr- 1 MoSJO&fei'LSttt
50 100 500 1000 Section thtchntss (mm)
Fig.4.19 Relation between plate thickness and average cooling rate under various quenching conditions. *Average cooling rate to half temperature =(T 1-T 2)/2t Where Tj: austenitizing temperature, T2: temperature of coolant, t: cooling time 5)
- 2 0 -
制
内
u-auz
向。。M
;-hO 0
6
• . ・
向』F.
，-80 ‘、φ・...~______.2.
o -100 L.ーι。.5 1 Z }51020 5<) 10。
Coo:!.1n， Rate ( OC/I且.)
Fig. 4. 16 ステップクーリング前後の街掌
遷移調度におよiます冷却速度の17 )
影響
foi zz;:;;z ~-・ 10.' :m~~材
;?ト計刊杭椛4却却イぺ匂0十任任化r~，医日r!iC叩rIJとrh:rrtr日糾川川P心ぷ2r!……『叫引7刊0
o町10"σイ - 10' IfJ 10' 10'
JAERI-M 7948
10。80
内
ご60
~ 40
内uw，‘
・0Hh
。L.-・ー・ー・I
。.5 Z) 10 ZO
Coo11nC R.te ( OC/I・dn)
Fig・4.17 冷却速度，プロック状初析フェライト面
綴率 (FB~'). 粒界{波f裳率 (Fro )
(¥， vTr 40の関係 17)
a E 、司、d
'0.
E .. 蜘
喜I∞l. ~501 E 。
-E E lo
Fig. 4. 18 2.25 Cr一1Mo鋼の焼もどし脆性 s におよぽす焼八冷却速度の影響 m i o
!O S白 1100Ihickn... (mm】
Fig.4.19 Relation between plate thickness and average cooling rate under various quenching conditions. 大Averagecooling rate to half temperature = ('l'l-T2)/2t Where Tl: austenitizing temperature， T2: temperature of coolant， t: cooling time 5)
-20-
JAERI-M 7948
0 » 20 30 40 50 60 70 80 "# Otplti In plolt (mm)
Fig.A.20 Cooling rate and location in plate during quenching 5)
Fig. 4. 21 9 )
6 J! 4.0 w
< £ E IX) « I I.0
0
-1.0,
H r
• *%
0 Sl< OM * • anf titai*« • H k f t K H
20 30 40 » 60 TO (SIXXI0*)+{tP+Sn)XI0'J
Fig.4.22 Relation between austenite grain size and (Si,P,S) factor of body center core material of 3.5%Ni-Cr-Mo-V rotor forgings. 18)
21
一十→
1入念
80
60
40
20
40
m
初
岨-
m
内
US】主ι
・』・，
内
urva胃、
』
F
、，A
、
JAERI-M 7948
2 ‘ーオー...チナイ~t.\:a:".
-&00
脆化前後における衝態依と
オーステナイト粒度との関係9)
Fig. 4.21
Cooling rate and location in plate during quenching 5)
Fig.4.20
.
。。。∞斡究開.・'!.o!!;がお ¥ . 。時~ ~ .
2てp-y. .・込
・.・• ・・ .
ei。白山
b
a
n
D
O
R--a--a・‘
.E
四.。ZZ」F
腕‘--M3SE---Fez-24‘
。11<・皿、‘. ..喝‘・唱a師、‘• tla-‘ー・“
70
R邑lationbetween austenite grain size and (Si，P，S) factor of body center core material of 3.5%Ni国
Cr-Mo-V rotor forgings. 18)
-nru
-1怜
Fig.4.22
JAERI-M 7948
<Ti°K, t l » )
Fig-4. 23 mML'*7*-fi ±0.2 &1&ZI A vTrsmtM'ikCO vTrs *J«t tf&JWigJ* (Fia) ©MS
Fig-
19)
~$0
X
OOXdt aOKtJIi foTdk ttffc/»
l „ i 1 — i — ' — S Y
.OOS ISS ^7 • J? uy / ox m X VST 133 / _ ^ _
/8 « 20 *;
24 2.25 C r - 1 Mo«©$fe£'LMfc IC*i«fcia"rPWHT©*» I 9 )
« 19 X 21 22 23
Fig. 4. 25 225 Cr - 1 MoSHO&fci'L
©f£# 1 9 )
22
J AERI-M 7948
d量‘ 伺拘
知
時・.‘o 渦。"，
釦
h r 、， 回
~柑a
。20
。
-20 c。。laag
5.h04F可--.!.，...
-60
ωl 。... tO
19 20 zlε
T・・p・同時 pu回 u・r，T¥ZO・1暗叫叫0・3''r， '''K. も ~.r)
Fig. 4.23 焼戻しノfラメータと 0.2%耐力
ムvTrs脆化前後の vTrsおよ
ぴ粒界破壊率 (FIO)の関係 19)
帥....，陶'"惜'JIt '"'<e.n削恥掛.fJO'CI.剖 iI'C"倫 .70t1'CI;曲
WF
S O
企ロAVV
L
I
l
-
-
B
W
ν
C
M
M
O
I
『
HE
『
Suとだ肴
レ
19 20 21 銚~ e" 1..""'"ーター (xl0・:S)
Fig. 4.24 2.25 Cr -1 Mo鋼の焼もどし脆性19)
におよぽす PWHTの影響
ロ
-60~ 18 19 20 21 22 23
刷e"l-"''''寸ー (xl0今
Fig. 4.25 2.25 Cr -1 Mo鋼の焼もどし
脆性におよlます焼もどし温度19)
の影響
-22-
JAERI-M 7948
Fig.4.26 Isothermal transformation diagram for 2 l/4Cr-lMo 1)
§ -
m 9
Kj* KAMtOC IMtosC t>*tM)
«» e o e o e
J I I I L M M.t MA H U
Fig.4.27 Isothermal diagram showing the sequence of carbide formation on tempering normalized 2 l/4Cr-lMo (From Reference [48]) 1)
23
JAERI-M 79(8
-∞ t・却
制「 A.，804・- 1尉却
ArtTEo--圃・ー + uc。FE侭RITE
?∞ト 1320.F HOLD 旬開
CE
500
-∞ MT.RTENSITE
M ・・..・可ー _._"-司円曹司司曹 曹司-- --"- _._. _._-
」脚‘0' '0
2 唱。= 10. 105 tlME ，...，
Fig.4.26 工sotherma1transformation diagram for 2 1/4Cr-1Mo 1)
圃
闘
nr‘・zshFa
‘‘... 幽』F
・a---"-a則』
F
-
制Ir e o Q 。@
u ・a U H.' 11.1・ 関鼠'.... ・・.，.・T職制.- .・・a・..
Fig.4.27 Isotherma1 diagram showing the sequence of carbide formation on tempering norma1ized 2 1/4Cr-IMo (From Reference [48]) 1)
。。。，“
JAERI-M 7 9 4 8
5. * >; - 7
Code Case 1 592 IcfcOT ? " J - r i c 0 I ^ S K i f # £ L T I $ r a f t ; g © 8 ¥ « So fcitfSt
So (i&©•£•? KgtjgjSftTO* 0 -fttta^,
(1) 10-s«/hr ©? 'J -T-ag.i^JLJ^iS*, (2) 10 shr ?i^M-/«»iS*©2/3 0
(3) 1 0 5 hr S ' M U- : /«»?& 3© 8 0 # o
©•5£T?*'hfflfc©£ S o i t 5 „ * f c S t ( i » : © f f i © ? ' 6 . « ' h © f e © i ^ ^ $ n T O 5 0
(i) isifflt -e? 'j-riR»f-r*is»©ft/j\<i© 2/3 „ (2) B#RSt TS&3&:? 'J-7"at§Hte1-*JS;&©«'.MI0 80 &0
(3) BtfistT?^o-r^i»*s4i;sjs*©*'h<io ^•0OlSSIc*, fcoT(iC)Mt>©^S*.%liL, !f#(c*©.^tcifS L A: r ' - * © « * * £ £ tfic
IPfI£ tec tt-afco (1) ? ' I - / M , 2'J-7°©»r^<iir, « 3 & ? '|-^IB!t&a#P5^tc-3^t:, A N t t . N T t t ,
QT «©*IS©tt;R£:l3 C tt 0 o (2) S&tei t^S&SBOKif l^oWtf , g f ^ K o ^ T A N f e f i NTt t , QT*f©*Bl.©IfcK£
te c & -3 o
5. i >> u - r a n
5.1.1 l 0 5 ^ K l « 3 i K ? 'J-yiiK©«iJIS<t LT^fKt t f^J>-T^l «ICff la - r«0- f*SKi4 J Code Casel592
B#ISt i LT 1 0 5 H P I * l * l i , . . n a ^ f f l f , C f t * > 6 » f * l K i L T KTVhr** ftJP&ffi£te£o 1"*£*>*> 0. 0 1 & / 1 0 3 h r *St,Mi l # / 1 0 5 h r i ^ L ^ O I * ^ a a T t ? * « 0
2J*Cr - 1 MoMO^'J - r a K l C - o P T i i 2) 34) 35) 36 ) f t : £*©«§#*5„ Fig-5.1. 5.2, 5. 3 (i^ilT-©©«?&;* (UTS) *s 77. 4 KSi fflNTttCx-^^ANttfflf-^itfc K L f c f c f f l t S J , £fc Fig. 5. 4 i 2 H b < g ! T - © U T S # 76.3 Ksi © NT ttfflf- *"tr* So
Fig. 5. 1 , 5.2, 5. 3 « ^ o t ; 3 u~ou©01"**©*<*"£ A N t t i NT« £lk<£Lfc fc© -?&£„ H^f iS l i 9 50* F ( 5 1 0 t ) ~ 1100° F ( 5 9 3 t ) ©«fflt?, VHTRCRPV ©
(1) —S©t>-f.*«©*#K*f(,^r NTt t i ANtt©*K* s^U< tS.Zt%r&IZ, &f*fiK#i§ fiictt«ico*iTS«fia«^-fnr«3><0 o.-i&o-r*©«&£«!!iie£ftf;r. Fig. 5.1 ic
- 2 4 -
J AERI-i¥I 790&8
5.クリープ
Code Case 1592においてクリープに関する設計値として時間依存の基準値 80およびSt
が定められている。
80は次のように規定されている。すなわち，
(1) 10吋 %/hrのクリープ速度を与える平均応力。
(2) 105 h r平均ク I}ープ破断強さの 2/3。
(3) 105 h r最小クリープ破断強さの 80%0
のうちで最小のものを Soとする。またStは次の値のうち最小のものと規定されている。
(1) 時間 tでク I}_プ破断する応力の最小値の 2/30
(2) 時間 tで第 3次クリープが開始する応力の最小値の 80%0
(3) 時間tで全ひずみ 1%が生じる応力の歳小催。
今回の調査にあたってはとれらの規定夜考慮し，特に次の点11:着目したデータの収集ならびに
評価をお乙なった。
(1) クリープ速度.クリープ破断寿命.第 3次クリープ倒始時間等について， AN材 .NT納，
QT材の相互の比較をおとなう。
(2) 母材および溶接部の破断時の伸び.鮫りについて AN材と NT材. QT材の相互の比較を
おとなう。
(3) クリープ挙動に影響を及ぼす冶金的因子や熱処理の効果を明らかにする。
5.1 クリープ速度
5.1.1105時間 l勉強度
クリープ速度の制限として時間 tで全ひずみ 1%に相当するひずみ速度が CodeCase 1592
で定められている。
時間tとして 10 5 時聞が基準値とぱ H 、いるので.乙れからひずみ速度として 10-1/hrが
制限値となる。すなわち O.0 1 %/ 1 0 3 h rあるいは 1%/10' h rと等しいひずみ速度である。
2UCr-1Mo鋼のクリープ速度については 2)34) 35) 36)などの報告がある。 Fig.5.1.
5. 2. 5.3は室温での破断強さ CUTS)が 77.4KSiのNT材のデータを AN材のデータと比
較したものである。また Fig.5.4は同じく室温での UTSが 76.3Ksiの NT材のデータであ
る。
Fig.5. 1 . 5.2. 5.3は異った 3レベルのひずみ量の条件で AN材と NT材を比較したもの
である。試験温度は 950・F(510"C)-11000 F (593"C)の範囲で.VHTRのRPVの
設計条件から見るとやや高目であ忍が.次の点が明らかにされている。
(1) 一定のひずみ畳の条件において NT初と AN紡の強度が等しくなる時間は，試験温度が高
温になるにつれて短時間側へずれてゆく。 0..1%ひずみの場合を例にとれば. Fig. 5目 111:
、-24-
JABBI-M 7 948
a&ft*«fc3lCAN*f± NTtt©5.£U2 5 10 °CXte 1. 5 x 10 3 BSPtS, 5 6 6 °CT* 12 2 0 B# RS, 5Q Z°CX-It imSr-i, <0, CfflB#F^J;l9fcSB#F^fJ-t?(iNTtt©^K*sANttJ;i9fc±
(2) ± K & ^ f c N T # ± ATtt©3£K<D^L<ttSBSIB. -fttfr*. Fig 5. 1 , 5.2, 5.3 It
510t<O«'&£WC£ftl2", Fig. 5. 1 ©0.1 96Z>-?A-(Dtk&C(DJz&tt 1. 5 x 1 0 3 m?3 T-lb&ft, Fig. 5. 2© 1 SfctUVt-Cii-g-ftttSi 1 . 3 x 1 0 ' ^mttlK) , J ^ K Fig. 5. 3 © 2 # ^ 1 * * © i i & I C | 2 N T t t # S l C A N t * £ ± ® S £ £ £ t e - , - t ^ S l >
c t i t . © c £frSltift-f 3 £££*.<*"0. 1 %O-f*-ffl&f*T;!?£!efijBH:tt0 , VHTRfflRPV ©!§:ff-&ftfiKT*S 4 5 0 ° C K / J : 3 £ NTW£ ANftffl£,&# 10 4 B§|IS J; 0 fefii$fiaffl!|lc7.i
Fig. 5. 1 frZ NTtt© 10»B#P^©l«O-r^3eS^ 5 1 0 t © i i ^ l C o P T * i 6 5 i 6 - - 1 2 Ks i£ teS„ ttz, Fig. 5. 2 *»t>*«>fcii(i 7 - 1 2 Ksi T * 0 , Fig. 5. 4 A ^ l i ~ 1 3 Ksi
5.1.2 ^B#JEA-0-r^f f i« NT^f-e^fi© UTS ifi 76. 3 Ksi ©*t*4lCO^T*AfcHI$JS#-E>-f * * * £ Fig. 5. 5
5. 6 , 5. 7 , 5. 8 , 5. 9 K^-f „ CCX-, 105B#F^ l%Z>?*-<D&ft<C&UtZt 85 0° F (455°C) X\tlfK.O ') -7"«S
« t C A - , r ^ 5 * i , 950°F (510t )"Pf i 3 * ? U - ^ f f l « l « I C A S i ^ f f i * n « o Fig. 5. 5 ©fe*A^t» NTt t©«ff l f iK£LT 455 °C tt£#<£J8n^teSST** £(,>*. S i t
F ig . 5. 5 iS^U Fig. 5. 6 *»& 455 °C *Jj;!J5 10 °C© 10 5 B#P 1 &£>-f * & * £ * * 5 £ eft-eft 24 K s i , *}J:tf 11 Ksi £ t t 0 , ml«-e?§&ft;fcfit£<fc< - S L T l ^ „
5. 1. 3 Wa\s>? >) - r & K £»»?$<& NTtt ( ^ f i © U T S 76. 3 Ksi ) © f t ' M 'J - 7 " a K £®»raF<&©|g|K:,
£ s x t r - 0. 1 5 <Dmm&i&&.irzctti Fig- 5. io I C ^ § * I T I > « 0 c a «s : g / M 'j - r s a , t r :
t©B§4j?U2 950 °F~ 1100°F (510°C~ 593'C) ©ttfflTBKi bTO-5is, ^UlECK H^fes£4-r«*»<!f '?^«^?Bt?*« < , *fc ! s © t t B i c o ^ T f c l<r"/B*IHI~ 10-"-yB#ia ©i»^»Co^r»A»J6 6 n r ^ « © ^ t ? * f 5 , lO^^Fiflt tffl tTkljKi-f £<<>>£'-p^ic-31, vr
5.1.4 3&;7 'J-'/iii&^fiaiffllBf^^ Fig- 5. 1H2 3 & * 'J-VBBte^fia t t £BJSf^& t r ©BS#£*Lfcfc©-l?*S < > gfiffl
UTS 7 6 . 3 K s i fflNTttlCo^T 9 5 0 ° F ~ 1100°F ( 5 10 °C~ 593°C) OlBHT ,
- 2 5 -
JAERI-M 7948
見られるように AN材と NT材の交点は 5100Cでは1.5 x 10'時間. 5660
Cでは 20時
間. 5930Cでは 4時間であり，との時間よりも短時間側ではNT材の強度がAN材よりも上
廻っている。
12) 上に述べた NT材と AT材の強度の等しくなる時間，すなわち Fi~ 5.1. 5.2， 5.3 に
おける NT材と AN材の交点の時間は，ひずみ量が増加するにつれ長時間側にずれていく。
5100Cの場合を例にとれば. Fig. 5.1の0.1%ひずみの場合乙の交点は1.5 x 103 時間
であるが.Fig. 5.2の 1%ひずみの場合になると1.3メ 10・時間となり，さらに Fig.
5.3の2%ひずみの場合には NT材が常'CAN材を上廻る結果となっている。
乙れらのととから推論するとたとえば 0.1%ひずみの条件でさらに低温になり.VHTRのRPV
の設計条件温度である 450.Cになると NT材と AN材の交点が 10・時間よりも長時間側にな
る乙とも予想される。
Fig.5.1から NT材の 10&時間の 1%ひずみ強度を 510"Cの場合について求めると6-12
Ksiとなる。また， Fig. 5.2から求めた値は 7-12 Ksiであり， Fig. 5.4からは-13 Ksi
の値が得られ. ζ れらの点では良い一致を示している。
5. 1. 2 等時応力一ひずみ曲線
NT材で室温の UTSが 76.3Ksiの材料について求めた等時応力一ひずみ曲線を Fig.5.5
5.6，5.7，5.8，5.9に示す。
乙乙で. 10 5時間 1%ひずみの条件に注目すると 850.F(4550C)では 2次タリープ領
域に入っているが. 950"F (51O"C)では 3次クリープの領域に入ると予想される。
Fig. 5.5の結果から NT材の使用温度として 4550Cは充分使用可能な温度であるといえるが
が，さら』ζ3次クリープの開始時間については確証の必要がある。
Fig. 5. 5および Fig.5.6から 455.Cおよび510.Cの 105 時間 1%ひずみ強度を求める
とそれぞれ 24Ksi.および 11Ksiとなり，前項で得られた値とよく一致している。
5. 1. 3 最小クリープ速度と破断寿命
NT材(室温の UTS 7 6. 3 Ks i )の最小クリープ速度と破断寿命の聞に.
tsxtr~0.15
の関係が成立するととが Fig.5.10 'C示されている。乙乙でん:最小クリープ速度， t r
破断寿命である。
乙の関係は 9500F-11000F (5100C-593"C)の範囲で成立しているが.より広い範
囲でも成立するかどうかは不明である。また Esの範囲についても 10-:1.3/時間-10-4・'y時間
の場合について確かめられているのみであり， 10-Y時間付近までも成立するかどうかについて
も不明である。
5. 1. 4 3次クリープ開始時間と破断寿命
Fig. 5. 11は3次ク 1)ープ開始時間 ttと破断寿命 trの関係を示したものである。 室温の
UTS 76.3 Ksi のNT材について 950oF - 11000F (5100C-5930C)の範囲で，
-25-
JAEBI-M 7948
tt = 0. 25 t r ffiL t t f i 3&? U -rcDMttbmS
© w ^ ^ E E i f - & c i * ! i j n t n j „ fflL t r (omxit 2 x i o 3 s tK*T-e*i3 , j ^ g s t
5.1.5 ? <>-•7mmtmm!&m<Dm& NT*t , QTWtt&fci* Lo t t i e J; o t S S l / ^ ^ * E P l i K h f c , T M S * 6 C i * T
£«<, fc£x.(;TQT*t©i§£-, ^ffiT?©BiK£70~150 Ksi ©KfflKHHS-f S C i ^ n T S l T * * , , Fig. 5. 1 2 , 5 .13 , 5.14, 5. 1 5 IC^JIt?® UTS U"<^££/l / ; i i&ffl ? ij - 7 " & K t *
"To N T & O x - ^ t t Q T t t l t J i ^ H ^ N T f e t i Q T t t C S f i UTS u-o^tm U>i§£ic<i ^ f i © U T S £ 0. 01&/10 3 B#Rg? i) -7"&K*>-J;0" o.l 96/10s BfRS ? ')-7"3IK©§a
&ic(ie«Bift#S!6£fts„ ! 7 | J - 7 " 3 t S © ^ f i 3 t S ^ © t f ( # t t ( i l S l l C t t 5 l c t S _ ) r « ^ L , 1000° F (538°C) ft tt
S £ * # t t < i H : £ / , £ * * £ f t t t < tt5„ L ^ b c n b C f - J I - I I f O UTS *< 70~-90Ksi
5.1.6 S g S B © ^ ' ) - 7 " i i i S AN**, NT**, QT&ffl&SSB©? ') - ^ i i g ^ a f t 4tfc$ L t * * f c fc©# Fig. 5. 16 ,
5. 17 , 5. 18 , 5. 19 , 5. 2 0 t ? £ 5 o
ANttX-li Fig . 5. 19 , 5. 2 0 It 1000° F (538"C) , 1 0 50 ° F ( 5 66°C ) © f - 9 ifi s^nrfco, o. oi«/ioooii#F^©!>-f^)ig^4x.5^ >i -y&mammm&imtitm
N T t t i QT«K-5PTIJ Fig-5. 16 , 5. 1 7 , 5. 18 I t , 8 0 0 ° F ( 4 2 7 ° C ) , 850°F (455°C)is£U 900°F (482°C) © f - * # * < * ftTfct? , ^ - f f tCSK"? *>©**£»& SB©? ') - 7 " i i g m ? L l . ^
LfrLANWtoOTtefgfiffliJ© 800°F (427°C) t i g O f - ^ i i ^ g f C l ^ c i i i J : O^NTft , Q T ^ I c o ^ T i i C H ' ^ i i a ^ 0. 0 196/10 00 »# i a# f f l©f ' -*a**£ L T O S t
? ' ) - 7 " a K © x - ? £ l & l t f r f c 0 T VHTR ffl RPV©«iI§< l t ;&g£;Sft£ 400 ~ 450 ° C # f i © f i ^ r a f - ? f f l ^ J £ * i J H i S 3 n s „ £< icR3*i©^ ' J - 7 " i £ S ^ © ) K » t t - o ^ T 12, ^ © H l i i LTSIS t > © £ # * . £ f t * „
5.2 ^ ' J - y ^ y ? * -
5.2.1 Sfcffcitfi&gjSBfflBMBfffitt ANtt©tt*5J;0>'ig&a$©:? ') - / 7 / f t - S K 1000°F~- 1200°F (538°C~649
°C ) ©ffi«-e*86fcfe©*i' Fig. 5. 21 , 5. 22 , 5. 23 , 5. 24 , 5. 25 ,• 5. 26 , 5. 27T«.5„ TOTI2 Fig. 5. 22 l c a £ n . 5 J : - 3 l c 105 0 ° F ( 5 66 °C ) T 10,00 0l^lffl#£JC|fe<bA*ig
- 2 6 -
JAERI-M 7948
tt = O. 25 t r 但し ttは 3次クリープの開始時間
の関係が成立する乙とが示されている。但し trの最大は 2x 1!)3時間までであり，より長時
間側についても乙の関係が成立するかどうかは不明である。
5. 1. 5 クリープ速度と室温強度の関係
NT材， QT材は焼もどし条件によって強度レベルを広い範囲にわたって変化させる乙とがで
きる。たとえばQT材の場合，室温での強度を70-150Ksiの範囲に調整する乙とが可能である。
F i g. 5. 1 2 ， 5. 1 3， 5. 1 4， 5. 1 5 IC室温での UTSレベルを変えた場合のクリープ強度を示
す。 NT材のデータは QT材に比べ少いが NT材と QT材の室温 UTSレベルが等しい場合には
等しいクリープ強度を示すととが知られる。
室濁の UTSと 0.01%/103時間クリープ強度および 0.1%/103時間ク 1)ープ強度の関
係ICは直線関係、が認められる。
クリープ強度の室温強度への依存性は高温になるに従って減少し， 10000 F (5380C)にな
ると依存性はほとんどみられなくなる。しかし乙れらのデータを室温での UTSが 70-90Ksi
付近へ外帰した場合の精度IC関しては疑問が残る。
5. 1. 6 溶接部のクリープ速度
AN材， NT材.QT材の溶接部のク 1)ープ速度を母材と比較して求めたものが Fig.5.16 ，
5.17，5.18，5.19，5.20である。
AN材では Fig・5.19，5.201C 10000 F (5380C)， 10500 F (566"C)のデータが
示されており， 0.01 %/1000時間のひずみ速度を与えるクリープ強度は両温度共に母材と溶
接部で等しい。
NT材と QT材については Fig.5目 16， 5. 1 7 ， 5. 1 8 IC. 8 0 0・F(427"C)， 8500 F
(4550C)および 9000 F(4820
C)のデータが示されており，いずれの温度でも母材と溶接
部のク 1)ープ速度は等しい。
しかし AN材については低温側の 8000 F(4270C)付近のデータが不足しているととおよ
びNT材， QT材についてはひずみ速度が 0.01%/1000時間付近のデータが不足していると
とが指摘される。
タリープ速度のデータ全般にわたって VHTRの RPVの構造設計に必要とされる 400-
4500C付近の長時間データの不足が指摘される。とくに照射のクリーフM速度への影響について
は，今後の問題として残るものと考えられる。
5. 2 クリープラプチャー
5.2. 1 母材および溶接部の破断延性
AN材母材および溶綾部のクリープラプチャー延性を 10000F-12000 F (538"C-649
OC)の領域で求めたものが Fig・5目 21，5.22，5.23，5.24，5.25;5.26，5.27である。
母材では Fig.5.22に見られるように 10500 F(5660C)で 10，000時間付近に脆化が認
-26-
JAERI-M 7948
bbhtlZo COJUtte Fig- 5. 2 3T( i 1 1 0 0 ° F ( 5 9 3 ° C ) " ? 2 0 0 0 tefFStt&tCfo i t>tl&t>i 10, 00 0NFR8ttffi-eiilfeftaJ®£1-S&£#*t>ft4o Fig. 5. 2 4 © 1150 ° F (622°C) fcJ: CX Fig. 5. 2 5 © 1200 °F (64 9 t ) ©i§£ie(ilt<t<;i:Ji t>ftttl<^, f - ^ W l ' t a *
®m&0S9i& Fig. 5. 26© 1000°F(538°C) Xtt 3,Q00m?3tX'limik&3.?>tlt£^&, Fig. 5.27© 1100°F (593°C )"??(;£ 2, 000 S#K#filC , t f : H t < Fig- 5. 27 © 1 200 °F( 649°C)T-li 2 0 0 B # ^ # f i l C S f e ^ ^ l . t . n « C i ^ t » 1000 ° FO^-^S^KffliJT-Jfe^As
NT*}. QT*}ICoOT(i Fig. 5. 2 8 , 5.29, 5.30, 5. 31 A, 5. 3 1 B , 5.32, 5 .33, 5. 34 fflf-*#&£„
e*}ICoPT(;i Fig. 5. 28 T 800 °F ( 4 2 7 t )T?<* 20, OOO^H feoiSHT-liafeft^'IS tf>£ttTWj:t,->0 L*>L, Fig. 5. 29 t 850"F ( 455 t ) i e « 5 £ 10,000 MjK#filC|feft #KJ&£>ft, CfflUfe-ftO^RSli Fi g-5. 30© 900 °F ( 4 8 2 t ) T f i 3, 0 00B#fia, Fig.5.31 © 10 00°F (538°C)t?( i 400 BSfffllCfcoTI^So
jg&SBK-olvrtt Fig. 5. 32T 800°F ( 4 2 7 t ) T 3, OO0B$|ffl#ffiiej|!Hfc#3gi6Sft, Fig-5. 33© 8 50°F (45 5°C)-e« 2, 00 0H#UfllC, 4 fc Fi g. 5. 34 © 900 ° F ( 48 2°C ) X<$ 3, 000 ^P^f t iBKIKb^Sto^n-CI ,^ , ,
AN*}£NT*}, QT*}ffl©t}«eoO-C*gE©ifcft£*J:tt-3£, 1000°F ( 5 3 8 1 ) Ji(±© S K- r ( iAN*}( i* t>e t t * s f iTLfc i i ^ , t At ^-fefefelfe^Lfcli^icfegf 0**3 0 - 4 0 * * •5©K*JL, NT*} , QT*}f (i 5 - 1 0 9SlCfC&T L T ( ^ S 0 f £ , Fig. 5. 21 , 5. 3 lie J; oTAN*}£ NT*}, QT*}© 10 00 "F ( 538 °C ) X'<Di$Vt®l0£ik%.1r?> £ I f t f f l t i Offl &©&CKif;J:AN*}, NT*}, QT*}*K 7 0 - 8 0 S » g K T * 3 i i . - ^ W t f f l f i AN*}# 40 ~60#£*L- t l '>3f f l lC*t L, NT*}£ QT*}<4 2 0 ~ 3 0 # £ AN*}©*-! 1/2 T * 5 0 Cffl c±ii®»rBSit AN*}(4NT*}, QT*}=t 0 fei§-»£«*;*:# i^c £ £ i : » - r s 0
5.2.2 ssffiffl^ u-y-^ + icaia-fittffifflfflai* i § S a 5 f 4 ® S » K J E S ^ i © ^ f c » « a a ^ 9 W S c i i c j ; * 3 , 4 fcg f lT«f f l$nSF^ ieBfa '
lC£<0*<D9i)-7ft&1>ig.1ktZo CtlUcmLX 30) 31) 3 3 ) © | g & * i * 4 0
CCX VHTR ©f?ffl&ftKffllP£#;LSft5i»!UaH©&*«c*iMe*ltS£. Fig. 5.35. 5.36 KjiSftSJ;5lCNT*}©e*}:fc«fctfiS&8l3£ 720°C, a 5B#ISIfflJS;*Jl&£iftttLfcl§ &, 550°Ci"J -yf-+UK©'hSK^fr7-*-^T ' l ie*}ICl t ; - tTi§SSB©®»f^^( i |S) 1 / 100 i S , W 8 , t 'ft&Cf-^liSlj&SBfi;*** 25 mm©/hi!l£eiH-* i 6l#4nfc fe©T?,
^*}4Jie^*fe#|£ L t t j I U P l l i 120 p p m f S S o K K J t © * ^ ^'Sft*«-sS^5fcJ6H«©iS^*ffi.^ S 3 160mmffl^SaSll t«-ff lor*5
tttofcflia* Fig. 5.37T-*50 ccx- Rpv©®g&»ffi«&ttKfit>fii.Miw&ST-*>s£=& i t f t i JSC ('hSUBK") £ JLC (* I ! l£8J t ) ( c o t , > T J t R L r ^ « £ * a S B H - # ,
£ $ « i c * S H & K - f f l x - * t t & f f i a © a ^ i £ J : 3 M ; a s * # ^ ; 6 ^ e a g H i L T Fig.5. 38
- 2 7 -
JAERI-M 7948
められる。乙の脆化は Fig.5.23では 11000 F(5930C)で 2000時間付近にあらわれるが
1 0， 000時間付近では脆化が回復する徴候がみられる。 Fig.5.24の 11500 F(6220C)およ
び Fig.5.25の 12000 F(649"C)の場合には脆化は見られないが，データが少いとともあ
り断言できない。
溶接部の場合 Fig.5.26の 10000 F(53BOC)では 3，000時間までは脆化が見られないが，
Fig. 5.27の1l000 F(5930C)では 2，000時間付近 IC:: また同じく Fig.5.27の 1200
。F(6490C)では 200時間付近に脆化が見られるととから1"0000Fの場合長時間側で脆化が
現れる可飴性が残る。
NT材， QT材については Fig.5.2B，5.29，5.30， 5.31A， 5.31B， 5.32， 5.33，
5.34のデータがある。
母材については Fig.5. 2Bで BOOOF(4270C)では 20，000時間までの範囲では脆化が認
められていない。しかし， Fig. 5.29で 8500 F(455"C)になると 10， 000時間付近に脆化
が認められ.この脆化の時間は Fig . 5. 30の 900oF (482"C)では 3，000時間， Fig.5.31
の 10000F(5380C)では 400時聞に移っている。
溶接部については Fig.5.32で 800・F(427"C)で 3，000時間付近に脆化が認められ.
Fig .5.33の B500F(4550C)では 2，000時陶IC::，また Fig.5.34の 9000F(4820C)
では 3，000時間付近に脆化が認められている。
AN材と NT材， QT材の母材について相互の比較をお乙なうと .10000F(53B"C)以上の
温度ではAN材は最も延性が低下した湯合，すなわち最も脆化した場合にも絞りが 30-40句あ
るのに対し， NT材.QT材では 5-1 0 ~ちにまで低下している。また. Fig. 5. 21 ， 5. 31によ
って AN材と NT材， QT材の 10000F(5380C)での伸びと絞りを比較すると脆化のない領
域の絞り値は AN材， NT材， QT材共に 70-80 %程度であるが.一方伸び値は AN材が 40
-60%を示しているのに対し.NT材と QT材は 20-30%とAN材の約1/2である。乙の
ととは破断時lζAN材は NT材.QT材よりも均→申ぴが大割、ととを意味する。
5.2.2 溶接部のク 1)ープチャに及ぼす熱処理の効果
溶接部は溶後後IC::応力除去のため熱処理をうけるととにより，また高温で使用される聞に時刻
によりそのクリープ特性か変化する。乙れらに関して 30)31) 33)の報告がある。
乙乙で VHTRの実用条件に近いと考えられる熱処理の効果に特に着目すると， Fig.5.35，
5.36に見られるように NT材の母材および溶接部を 7200C，3.5時間の応力除去焼鈍した場
合， 5500Cクリープチャ試験の小型試験片データでは母材に比べて溶接部の破断寿命は約1/
100となっている。乙れらのデ}タは標点部長さが 25mmの小型試験片から得られたもので，
素材中に不純物として含まれる P量は 120ppmである。
試験片のサイズ効果を調べるため同様の試験を標点 長さ 160mmの大型試験片を用いてお
乙なった例が Fig.5.37である。乙乙で RPVの溶接後熱処理条件に震も近い熱処理であると考
えられる JSC(小型試験片)と JLC(大型試験片)について比較してみると大型試験片が，
3，000時間よりも長時間側で小型試験片に比べ強度が大きい。
全般的に大型試験片のデータは熱処理の遭いによる差が大きいが，との原因として Fig.5.38
司，n，h
JAERI-M 7 9 4 8
£<mt£6££t>i%X.htlZa
C®CiJ; i3@ga3©^jg i&f tT-^4- f iSfcy) lC( i , i$&8l5©*K:o^Tt£BLfc<3, S f t
^aK^M-*fflofcasi®*:-s^s>s c i a s ^ s . ®g&£M5iH£ LT 900 °F (482 °C), 1100°F (593 °C), 1300 °F (704 ° C ) © 3 g
£££y ; »K!af iK©#»£i fcKLfc$8&;&s 33)-t?*5 0 Fig. 5.39, 5.40, 5.41, 5.42 lcW.ZtlZ£olc 900°F ( 48 2°C ) l i l l i ? 'J -7"6SBf##fci tf? ' J -y i iK ie f f i L T f i ®g=©2t® fc®if2£X,£'£bti^©(<:*tLT , KBfS&l i Fig- 5. 43 , 5. 44 K i i f t ^ J : •5IC 900 °F (iS2°C)lial&l££^zmkffimi3:S$fflmit®ftLT^?,ct:Amtf>hnz>o
ccT-m^ZtiT^zmtili. Table5. 1 ic^t «fc •? <c p f S i * ) 60 p p m i i l S © * m (CJt -tff i 1 / 2 - 1/3 ®i^f*K*f-e*.«fci6tc, ®S6^j»*5 !aic±aJK***Pftff l<ti9igi^14J;
5.2.3 (§&&!••» SB©? ' ) - / 7 / f t
iSS»«*SE(i^fgSttJftttffi®fctoS^^«-*.-c LfcO , *£H !&l£g£:foc L / c 9 f S c i i c J; -, TSM £ l iM « o tztm t f£ oT (,•>Z „
c©J:-5Vj:^K«fa5©^tti ;£-|@^'5/;J6, ©* !£ 1 00 0°C *>'<fctf 1 30 0°C Jt*§l$fifiii& LT S&?»«Sffi£S3iWlc£(HLfcilf i t t£ft i9, *ti\t-o^X9 ' ) - 7 " ? y f - + ! t # t t ^ l i ^ ^ f c f f l
100 0°C^©t.SMi$«»95©?*»»ff i7>££ff i(-r 5fcJ6©fc®t?*0 , 1300°C^©i i» <ifit4a5£ffl(H-f 5 £&©*>©-<?* S 0
t f t £ © i i » 8 i a £ f c t t e - , f c & i t 550°Cfrb 725°c®*Sff lT#S©»®a£%-;l / . : t) f f l ICol^-C, 5 5 0 t T - ? ' ) - / 7 / f + K i ^ * < l ? i : - , t , CfflfeSAs Fig. 5. 45 , 5.46T&
Fig. 5. 45( i l350°C to &*}©*£ ST**} , Fig. 5. 46 « 1000°C © Sn& W®fe*T'*So i30 0.t in»©as*j-e(i 7 25t*M&att#i 3,000 B#p*j4t±©fi^Kffln?Sfeai-,3tK*
^ L T ^ S , lOOOtta&Oiiffl&ftT-fi 725°C + 5 5 5 t x 5, 000 B#|I8«!.a«#$5£ Lfc3£K£zriLT
l ^ 0 ®Ku^£ f f l& t t ± f f l tM£T i f c iS^££ i f f l t i t t ( : l : 10, 000 BSRB&KT'& 30 $ & &
J§SStJ»«taii«ffleffifeiff l.mfflfera-ffl |»BS*Stf*©^*S*^ Fig. 5.45 , 5. 46T-& I L f c l R i l l i a f t f e S ^ i t i & f t S f c f f l l i 725°C+ 550°C+ 5, 000 B$RaffiaT-*5„ c<D ^ft=(iSffiHffl{bsnri,^}ggSbi»«ia*ft<»:aij^Lofe©-e*s.
L f rL . t f t t t&Ki '^ i 'K©.*l fBLfci§&T*.,T«»Tfl58g£*S£ > 1 300°CSD»tt(i ^i?is**s>cffi^-e*s©K*tL. iooo°cfiamtiim?i&mLx^z>0
Lfc#oT. ^-.^^g^jinjaatfettS-tfe^^-SKSfcoriijfigu-s^ic-oorciffflysftf-e tt< , ®Brf*o>". fti?^©ffitt!f*tt-,faiS»ffl5ai^Ko^rffllFfflfe#j6-r*5Cti-5^s©*sc
- 2 8 -
JAERI-M 1948
に示すように，大型試験片では溶接部周辺の母材をも含めた領域での変形挙動が熱処理により大
きく異なるととが考えられる o
とのζ とより溶接部の精造設計データを得るためiとは，溶接部のみについて試験したり，母材
のみについて試験したのでは十分でなく，同一試験片の標点留に溶接部と母材を共に含むような
大型試験片を用いた試験の必要があるととがわかる。
溶接後熱処理として 9000F(4820C)， 11000F (5930C)，13000F(7040C)の3種
をえらぴ熱処理温度の影響を比較した報告が 33)である。 Fig・5.39，5.40，5.41，5.42
に見られるように 9000 F(4820C)熱処理はクリープ破断寿命およびクリープ速度u:関しては
溶接のままのものとほとんど変らないのに対して，破断延性は Fig・5.43，5.441<::見られるよ
うに 9000 F(4820C)加熱によって脆化領域が長時間側に移行している乙とが認められる。
乙乙で用いられている素材は Table5.11ζ示すように p含有畳が 60ppmと通常の材料に比
べ約 1/2- 1/3の高純度材であるために，溶接後熱処理による影響が P量のより高い材料よ
り少ないと考えられるが.それにもかかわらずこのような結果が得られたととは注目される。
5.2.3 溶接熱影響部のクリープラプチャ
溶接熱影響部は苛酷な熱履歴のため再結品をお乙したり，結晶粒成長をお乙したりすることに
よって母材とは異なった組織となっている。
このような熱影響部の挙動を調べるため，母材を 10000Cおよび 13000Cに短時間急熱して
溶接熱影響部を再現的に近似した組織を作り，それICついてクリープラプチャ特性を調べたもの
がある 31)。
10000Cへの急熱は熱影響部のうち細粒部分を近似するためのものであり， 13000Cへの急熱
は組粒部を近似するためのものである。
乙れらの急熱処理をお乙なった後に 550"Cから 725"Cの範囲で各種の熱処理を与えたもの
について， 5500Cでクリープラプチャ試験をおとなった。乙の結果が Fig.5.45， 5.46であ
る。
Fig.5.45は 13500C加熱材の結果であり， Fig. 5.46は 10000Cの加熱材の結果である。
13000C加熱の粗粒材では 7250C熱処理材が 3，000時間以上の長時間側で侵も高い強度を
示している。
10000C加熱の細粒材では 7250C+ 555"C x 5.000時間処理材が安定した強度を示して
いる。強度レベルを細粒初と組粒材とで比較すると細粒材は 10，000時間強度で約 30%組位
材よりも下まわっている。
溶後後熱処理は細粒部も組粒部も同ーの熱履歴を受けるのであるから Fig.5.45， 5.46で共
通した熱処理で最も良いと考えられるものは 7250C+550oC+ 5.000時間処患である。乙の
条件は現在実用化されている溶接後熱処理条件とほぼ等しいものである。
しかし .ζれは強度レベルにのみ着目した場合であって彼断形態をみると， 13000C加熱材は
粒界破壊が大部分であるのに対し， 1000"C加熱材は粒内破壊している。
したがって，今後溶接後熱処理条件を検討するにあたっては強度レベルについての評価だけで
なく.破断伸び，絞り等の延性特性や彼断形態等についての評価も含めてお乙なう必要のある乙
-28-
JAERI-M 7946
t&m&ZtiZ,,
Table 5.1 Chemical Analysis of Filler Metal and Submerged Arc Weld Deposit, Wt%< a) 33)
Filler Element metal Oeposlt
C 0.060 0.055 Mn 0.59 0.82 P 0.006 0.008 S 0.019 0.021 SI 0.19 0.37 Cu 0.68 0.51 Nl 0.0B 0.086 Cr 2.70 2.50 Mo 0.96 0.99 V 0.01 0.01 Tl 0.005 0.005 At soluble 0.005 0.012
insoluble 0.055 0.001 Total 0.060 0.013
N 0.011 0.016 0 61 <M eg* 1 1 " H 2.910) — As 0.004 0.005 Sb 0.0005 0.0009 Sn 0.002 0.005
(a) Analyafe courtesy or Or. W. 0. Doty. U.S. Steel Applied Research Laboratories. Monrocvllla. PenrtsyrvMia (b| Pans per million
- 2 9 -
とが指摘される。
J AERI-M 7948
Tab1e 5.1 Chemica1 Ana1ysis of Fi11er
Meta1 and SubmergedArc
We1d Deposit， Wtz(a) 33)
FIII・vElemenl 円、ellll Oep咽111
c 0.060 0.055 Mn 0.59 0.82 F 0.006 O.ωa s 0.019 0.021 51 0.19 0.37 Cu 0.58 0.51 NI 0.08 0.086 Cr 2.70 2.50 Mo 0.96 0.99 v 0.01 0.01 TI 0.005 0.005 ...1 loluble 0.0口5 0.012
加lo!uble 0.055 0.001 TOIBI 0.060 0.013
N 0.011 0.016 o 2.96tb1h 1同
594(叫
H 一As 0.004 0.005 5b 0.0005 0.Q009 5n 0.002 。‘005
t・)An・ly.ia'Courlesy or 01. W. O. Ooty. U.S. 51"， Ap・plied胴.se.rChLabQ国師ri.'.M。伺'0・¥liU.，Pennsytv&:l1・拘IPar1S p軒 問11110"
ー 29-
JAERI-M 7948
0.001 CREEP STRAIN
850 F
20.0
10.0
5.0
^^^'^tr*-—o S ) v
20.0
10.0
5.0
2 1 / 4 C r - 1 M a ^-TTtr L - . . , mi__ A N N -
20.0
10.0
5.0
O a ANNEALED
• - * * . . . ^ - " - - * .
20.0
10.0
5.0
n N . iwrfcT
2.0 LARSON MILLER
N . iwrfcT
2.0
100.0
105OF
20.0
3 g,o.o K K
S.0
" " a ^ 5 1 " 5 ! } ^ 20.0
3 g,o.o K K
S.0
" * m ^ S > c * 5 £ 8 E * E ~ •
20.0
3 g,o.o K K
S.0 ^"^^51 - A N N .
20.0
3 g,o.o K K
S.0
N * T ' ~ ^ ^
n t » F
^ ^ T y —ANN. " " "
N U T - / / ""^--^
^ ~ ~ - ~ - -I0» 10*
TIME - HOURS 111*
Fig. 5.1 Stress versus time to 0.001 in/in creep strain for an annealed and a normalized and tempered 2 l/4Cr-lMo teel. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32) 2)
30 -
JAERI-M 7948
'.s
ー。2..
1..
100.0
制。」 t050f
却。5
E zI
5..
2..
1.0
'国.0
....
'.0
1.0 r ，。
『司て』、ご・・9ーにと'""- ~I-ANN.
11回 F
"‘T-ノ
10' ，，3 ，，' ，.冒lIME. Houns
Fig. 5.1 Stress versus time to 0.001 in/in creep strain for an annea1ed and a norma1ized and tempered 2 1{4Cr-lMo tee1. (1 ksi = 6.895 MPa; F 1.8C+32) 2)
-30ー
JAERI-M 7948
0.01 CREEP STRAIN
H O F
20.0
10.0
6,0
ANN. - i 20.0
10.0
6,0
3 MA Cr -1 HO
20.0
10.0
6,0
O D
N A T ANNEALED N . T - ^ 5 ^
20.0
10.0
6,0 LOG LOG LINEAR LEAS'
LARSON-MILLER
SQUARES
2.0
LOG LOG LINEAR LEAS'
LARSON-MILLER
SQUARES
2.0
'BS •m
60.0
20.0
10,0
5-0
2.0
10MF
60.0
20.0
10,0
5-0
2.0
A N N - A
60.0
20.0
10,0
5-0
2.0
60.0
20.0
10,0
5-0
2.0
^T~~—Z~~"
60.0
20.0
10,0
5-0
2.0
V..T
60.0
20.0
10,0
5-0
2.0
1100 F
ANN. 7
NliT -f ' ^
10S 103 1 0 4 TIME-HOURS
10*
Fig. 5.2 Stress versus time to 0.01 in/in creep strain for an annealed and a normalized and tempered 2-1/4 Cr - 1 Mo steel. (1 ksi - 6.895 MPa; F = 1.8 C + 32) 2)
-31 -
JAERI-M 7948
'国.. 0.01 CREE' 5TRAI館
20.0
-回F
恥@
:r 1/4Cr.'刷。
10.0
~O
。IN‘τロIANNEAlED
一一一ーはOG.LOGLINEAA LEAsl SQUAReS
ーーー『ー-ILARSON.MllLE阿
'.0
'.0
t冊。回。
咽岨F
一~?~ーー~ー~ーー~ーTで-- 州 N'l¥ー'"一一ー】
i斗ー-ー.
昨ー
ヤ削配布 10，0
包 M
'.0
'.0 '冊。
n同 F
.0・
60.0
20.0
'.0
2.0
'.0 .0 .02 .03 '0・ .0・TIME.HOU"S
Fig. 5.2 Stress versus time to 0.01 in/in creep strain for an annea1ed and a norma1ized and te皿pered2-1/4 Cr -1 Mo stee1. (1 ksi -6.895 MPa; F = 1.8 C + 32) 2)
1
90
JAERI-M 7948
0.02 CREEP STRAIN
eao 9SQF
eao
" ^ ^ * ^ ° * * t r j Q -A N N 1
10.9 J1 /4Cr -1Mo ^ = ^ A 10.9
O
0 N I T ' . MWEALEO N * T •*
6.0 LOO-LOO LINEAR LEAST SQUARES
LARSON-MILLER
LOO-LOO LINEAR LEAST SQUARES
LARSON-MILLER
1050 F
3 i too
E.O
2.0
/ -ANN. 3 i too
E.O
2.0
N f t T - * -"""
3 i too
E.O
2.0
3 i too
E.O
2.0
1100 F
2ao
10.0
^^^^ 2ao
10.0
.-ANN. 2ao
10.0 .
«t.O
^ N l r T
«t.O
TIME • HOURS
Fig. 5.3 Stress versus time to 0.02 in/in creep strain for an annealed and a normalized and tempered 2 l/4Cr-lMo steel. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32) 2)
10"? W1 10"5 io"* UP 10"' SECONDARY CREEP RATE. INf INIHR
Fig. 5.4 Secondary creep rate of 2 l/4Cr-lMo steel as a function of stress and temperature. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32)36)
- 3 2 -
JAERI-M 7948
‘岨。.02CREEP STRAIN
9WF
臥乱
‘4
四a
，o.q 21/4Cr.1 Ma -OIN.... ロ，.. 醐EALEI)
2.01
'.0 '曲。".0
2.0
1.0
E曲。H曲 F
曲目
ANN 20.0
10.0
‘。
a.o
，。、3・ ，0> '0' ， .. '0・
τIME. HOURS
Fig. 5.3 Stress versus time to 0.02 in/in creep strain for an annea1ed and a normalized and tempered 2 1/4Cr-lMo stee1. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32) 2)
知
100.
拐犯匡
~ 10
~
SEC側 DARYCREEP RATE. I削附'HR
Fig. 5.4 Secondary creep rate of 2 1/4Cr-lMo stee1 as a function of stress and tem~己rature.(1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32)36)
η，h
qAV
JAERI-M 7 9 4 8
__1 OOWfVK) Dill A1CC* Eitrwolitior.s
Solid Synt»|, lo;-Lc9 (itrjrottttont OwnSymt»l| MCGA m r M U o n t ° IDHri a |[T*riri. ° IDjHn 1. n jS H . i . 0 l ITHf i ,
0 I 0.10 D03 DM 0.» 0 » ~0' STRAIN INJM
5.5 Isochronous stress-strain curves for 2 l/4Cr-xMo steel at 850°F. '(1 ksi = 6.895MPa; F = 1.8C+32)36)
Fig.5.6 Isochronous stress-strain curves for 2 l/4Cr-lMo steel at 950°F. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32)36)
5.7 Isochronous stress-strain curves for 2 l/4Cr-lMo steel at 1000°F. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32) 3 6 )
Fig.5.8 Isochronous stress-strain curves for 2 l/4Cr-lMo steei at 1050°F. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32) 36)
- 3 3 -
JAERI-M 1948
Fig.5.5 Isochronous stress-5train curves for 2 1/4Cr-~o stee1 at 850oF.て1ksi =
6.895MPa; F = 1.8C+32) 36)
Fig. 5.7 Isochronous stress-strain curves for 2 1/4Cr-lMo stee1 at 1000oF. (1 ksi 6.895 MPa; F = 1.8C+32) 36)
寸示格.，ご士縫~rr.，~...刷
制il溺!惚cmraamMl世州Mz珂rs
。。11l04o'"刷‘ " 。l l ー斗一一」。 0.01 0." 0"' 。ω 0.01 他 0・1
HRA1N， I柑 IN
Fig.5.6 Isochronous stress-strain curves for 2 1/4Cr-lMo stee1 ~t 9S0oF. (1 ksi 6.895 MPa; F 1.8C+32) 36)
一一一十一-11，Hr.l町 ご二総I寝坊a刷 i 1000F ......... ~.__...... .__._ r.............JtJo._.
ー掠i;拙むM"IJ::'=獄‘ j c IOHrl. c UJ"'Hrs. 。102Hn. d l~ Hn. olo1Hn.
"
一一ー一--- ヨえ
D.'町
Fig.5.8 Isochronous stress-strain curves for 2 1/4Cr-lMo steel at 10S0oF. (1 ksi = 6.895 MPa; F = 1.8C+32) 36)
qu
丹、
ν
JAERI-M 7948
n iadd SymDoli Log-log [ilrtpolitlont Ogen S(mboli. MEGA [ftrtpoljUwK
e lOHn. n i o ' H f j .
o ID3 Hrv
0.01 0 0? 0 03 Q.tt 0(6 O.Dt STRAIN, IWIN
Fig.5,9 Isochronous stress-strain curves for 2 l/4Cr-lMo steel at 1100°F. (1 ksi = 6.895 MPa; F = l,8C+32)36>
£ i
/
/ v ' / <c s / J T /
/ / / l IM Cr - 1 Mo
' /.' $/ / / s ° 1000F
/ / D lOSOf ^ HOOF
t,= 0.H( r
1 I 3
LOG RUPIURE TIME. HRS. 2 3
LOG RUPTURE TIME. HRS
Fig.5.10 Correlation of minimum creep rate with rupture time for 2 l/4Cr-lMo steel. (F = 1.8C+32) 36)
Fig.5.11 Correlation of time to onset of tertiary creep with rupture time for 2 l/4Cr-lMo steel. (F = 1.8C+32) 36)
34
JAERI-M 7948
Fig.5.9 lsochronous stress-strain curves for 2 1/4Cr-lMo steel at llOooF. (1 ksi '7 6.895 MPa; F = 1.8C+32)36)
Fig.5.10 Corre1ation of minimum creep rate with rupture time for 2 1/4Cr-LMo stee1. (F = 1.80十32) 36)
-34-
2
1
凶包定正凶一EULFwh
，‘HLFa凶↑FAMLF
出aEFood
2V4Cr・1地
。帽OF。IImFo I窃01
'" llooF ~ = 0.251，
。l
lOG RUPlURE T11A， HRS
Fig.5.11 Corre1ation of time to onset of tertiary creep with rupture time for 2 1/4Cr-IMo stee1. (F = 1.8C+32) 36)
JAERI-M 7948
Fig.5.12 Variation of creep strength (0.01% per 1000 hours) of normalized-and-tempered at quenched-and-tempered material with tensile strength at 75 F. 3>0
35-
JAERI-M 7948
さj甘主盟主主持!忍一三芸'1苔ヨミヨ三三三三三子イ子+='S"~- 一一話語主主4苛If::1工三日経主ヨ汚ゴ:三三主主き主:0，;:cj-'三三
邑E溢蛍ヨ詰語長u.r:よどでiヨ三iζ主弓主主ヨ主主安三孟三二一王言三哩巳;民自主r:・ヨ._----'.ヨヨ三塁塁oE王寺主主密主三三:0__三37三三
一一-一一一一一
L三三三三二仁士三f三五三
巨三三主盟主華道=三三二=..:.t=二:=t=
í~~.E均三s~1~子
l重
霞霊::: 一=とー一ーー 璽一
一一手会一一千2
謹一一墨書-さ一一一一塁一一一一一一一一一塁一一一一一一章一一雲一日
蓮
雲
雲
霊
雲
雲
雲
雲
霊
一
2=一一霊主日雲雲z言豆雲雲雲雲一一苧宗芝雲霊一一討読5豆一一戸g註一一一立一一三
一一
一云ず二窪田一量一塁喜一住一喜一一臨時一一一E
一襲撃
震
Fig.5.12 Variation of creep strength (0.01% per 1000 hours) of norma1ized-and四 temperedat quenched-and-tempered materia1 with tensi1e strength at 75 F. 3処J
F内U
90
JAERI-M 7948
^ i ^ . ' . j i , ; ! : ^ ^ ^ i ^ IP
ill
iiiiiiii • ^ • j 1 1 1 j • | 1, • ! - - T
b=i=si=i^EHH=5 iSSSiS^SzJJSS^Su-Zl-Z.Zsglsg SSjHSSdSs -ZSEX2=2=SZ
•i — ;-^™'r:r"™"~Tf s a a s s s : = g g s s s = 3 : s s = ^ = = r ^ : i g = ! ===isnin= HP Igj^rss lsn 's - is ls
i=n- ; s s==^s SSfnSSSSHHHSrr^ r "ZHZ^I! SHI"""*™ ~ ~ = ~ ~
mwmmwm liirJiilllfliil^^PHs^ Icjlllll = • • . , — : — — j - i j :
««=»=«: SSHS n ^ n = = = : = : 5 g : = s ^ : : X~T^T.X=:. _==as:gn. 1=s:K=:. :=:n=^-J.^^:r-s:rn-:Ti; :v:==. -====:::=£•: ==:; „• ^=r.::
m =3E=
BplliilH^^ftsi BBH Ifisj: §====]? LTzgfh gs——=5=1=
===== ^ ^ ~ ~ ^ = ~ S ~ ~ i ^ ~ » ^ S 4 i = = § ~-*™^HHS ~ ~ r = = j i : : : : : s= " " S i ' - r ^ s s :
lf# srs^^Hgip^gfpfi^if^^^ljHjnj^si iSSSHcHnSfS HiP SSjJ ^g~»«:»iPHH.:|s||
5 S 5 = KEKT^HKKSS :=--: :: ••HiiHr ^:=:::::u=i=i =i= b=: in:^:: HH?"^ s = : ^ = = s = : : ^ = : = : = = : = = = ^ - i i — s = = : : : : = s =n:y^:=u:=::: ssj:~:g ~rrr;~:—•"" -"^T^?-—'ni.'"..: riiirT::: s i s s E i s s s L i ^ s s s : ^ ^ ^ ^ ^ ; ! ^ a a g g i ; a s a •==•—
I||l|§i|HHHSH PP =€5=
~ ••~:l - •=:-==•
'iiiiiiii ^•J=gJS^==^==^^j=S-J=^==5g==p=5 EH-j—sid jffi! WM HI|ppl — « - • • - - 11=^=.==::^ :=5i : j^s=l=lss=ll ls lg=gs;ss BBBji
^ a s s = 5 ; : ; s ; s s g = •• -•"."•
HH 5 S = ^ S = S = = S 5 = ^ S S d S ! S S S s s ^ s a s a | | ^ g g
BHili^^^^^BH
= ™ H =
•H:HH
g||=^gg^g
111 aBssnssosnasga^
5B£IH;:5H£5: • y ^ S s s ^ g g g s i s
111 aBssnssosnasga^
£3*r^
S3faa
^IPl^Ii
TENSILE STRENGTH AT ROOM TEMPERATUS ksi
Fig.5.13 Variation of rupture strength (100,000 hours) of normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material with tensile strength at 75 F. 3<t)
36-
JAERI-M 7948
Fig.5.13 Variation of rupture strength (100，000 hours) of normalized-and-tempered and quenched-and恒 temperedmaterial with tensile strength at 75 F. 3~)
-36-
JAERI-M 7948
Fig.5.14 Variation of creep strength (0.1% per 1000 hours) of normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material with tensile strength at 75 F. 3»»)
37
JAERI-M 7948
Fig.5.14 Variation of creep strength (0.1% per 1000 hours) of norma1ized-and-tempered and quenched-and-tempered ll'.ateria1 with tensi1e strength at 75 F. 34)
勾，.。。
JAERI-M 7946
Fig. 5.15 Variation of rupture strength (10,000 hours) of normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material with tensile strength at 75 F. 3"t)
- 3 8 -
JAERI-M 7948
Fig. 5.15 Variation of rupture strength (10，000 hours) of norma1ized-and-tempered and quenched-and-~empered materia1 with tensi1e strength at 75 F. 3匂}
-38-
» 2 3 , « 5 6 7 8 9 1 2 4 5 •v.7...?" , . , , 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 ' * 5 6 7 8 9 1
» ; : [ i i v : = " i - . ! • ; '.''*. i i i - • . 1 1 1 1 , . , ; : - ! 1 • . » : • • • 1. : i L ^ - - - j - . i ' . T ^ t , -"" ! - . • • • ! - • _ ! i • -
! • • ! i : - i ' = !, i ' : • ^ t • • : . ! • •
- • • ; - - l . - • :;. ... ; | g : " j . i.. in i TJ i - :• - , i : " • i . : : ••• - ^ : -V : -v - r • : : i - i -n W
: r : - : J f : : ; v .:::;-.... ; : : I :.• • . - . : ' . . • j t . ' - r i I ; : : J : •'.' ' . i : : _ ;-• " f:;,:- -! , i - . ; " :-i - M :~iL:-:i:-i :!si=2 i i ^ j ;;• •=• :•• " i .
H i H : •£: •=• •.-. = : i ; ! : ^ : . j - i k , : rH: r-: • j i l !;:;-: T" - - X i ^ •H . r= - iiii;i-:l- •- S I T ;-::: ==5 • • : •
; i . i i j i ; i§ * - . - = - ; - : J - 'h-:# : : . - i r
• M - ' • ' ' : ! : : . : : ! _ J . j • : : : r r -^ . • - : : ; : , .
. . . i - : • : ' • 4-„ - - : - ? ; • : ! C i j i 4 _ i - : ; : : : * . • . • 'h-:# : : . - i r :.\:.:- •• - „ ::: i: L , : - - - !• 1 i
: ; i • : : : r r -^ . • - : : ; : , . !- •• - : . ^ X ! ! -
4-„ - - : - ? ; • : ! =f^KVl-^ :
' • . ? • • • : :ii!"- :H:
: ;
:. y-M j M - ^ f c i..^ M Ki- i f- •':: .!•• •« 4- i - L r\ !- -... •:.. : _ -- -;' _ : • . -
•T >fT: ? ; r : ™fE=jl i%" • : . ; : • : "i:i :=!• :. i-^% i..^ M Ki- i l : •!:; !:!• -•x-n : • " • • • ' ! . . - . : • ;"; ;
: • . -
! ! ! = = • .:: -.: : • . " • : : • - : !
^ ± I / : H;L • ; : • : . - . .= * » £ - , ' • • • , . - 4
Ht- *.ii! .£'•
:',p tin :V. ..- : : : r :. . :: -43.-; -:;;: •ii ::
10ft fe S ir:l!'* :::ii". '••l iii: • "i i ; - ? * & : : : : : • : : - ; : " :
' • • • , . - 4
Ht- *.ii! .£'• liliiii^i • \jn :. . ::
:f ]:;;;£•-• & s :-:•.-; : . • : "
- . ' • -"• • • " • : [ -10ft E J 1
.- • is 1 •. .1 m" I * • - . _ ! - . - , • « J . '*£^ . L • . - • j : : , .:.- • is 1 •. .1 ?L : -i _ .»_*- - ' ;J ..-*..#, - 1 . 7 • • : . •• " ,:, • - . • • . -^: ;=i t r * r "*H ^ • • • ~ r 4 -r.*^--:, ' ?:* • u = rt N t m. - M - ' • • ;
-. . j , .
^: ;=i t r * r "*H £-.-/ . . . -i-ipL - ^ • • - i ±:n--+ :*..i .•'"• i'.\ ^'].. - : - • ? ii=: • « = • - • • • I -Jb a ^ = - ! « ' ^ ^ - W U i i M 5 ; == 4 i 5= = -fc ;.==,:=, -^ . - t -HT Jp----*^ ::.: , . ' R - jin :. _ ilii:;:;;:': ; . , T J F=! 4-; -.1 :t -:M=-=S- P e l :
-1^*4- < '.rrf i i ^ : - S L \ „ 3* 0;^f •Hi: ;;-fcr -rjr-HJ;;;- J ' -H^ r ?" 7 : 1 : ^ - - - . ^ ^ . • : • : -
«& • . . . • • - ; • •:.^V S: T i > v j i - j 7 , J - : T F , . : i : . ^ • ) : ; - : ; : : : . : : . . ' i j r :. 'if:.: 7: •:. . ; _ F : i i . ^:. i -y! «& •
: • : : ! - ^W. ii:i P^EJ- •: : -=iJ= ' - • * • • :-;; .fi: I".!!!-;::.- : i : : i ; r Sr.: . : = ! : • ? = • • : - r : ^ :. i -y!
|Tpi;;:; iii- ::.: ::.r. : :• . • = ? £ j i r ; : : : : - : ^ ; ' - . : . : • ' • - ' . ' . : ' ~$h is i!:: - t 7 . .;;:-
i [ ^:.,:.. .-r---^- :i:i: . - • . • " _ " *
i s i-r. ::::i::i: .:;.. '.'.'., 7". '". •:i:m. J , -
, ; i':- 111 i • • ' • -I:,4" n;. ~- 3
- - - Reaii i [ ^:.,:.. 5: • - i:E:;:;4:|
lO t i s i-r. ::::i::i: •:i:m.
J , -
, ; i':- 111 i • • ' • -I:,4" n;. ~- 3
- - - Reaii i [ ^:.,:.. 5: • - i:E:;:;4:|
lO t ; - i - 4 - 1 - * • • ! • - • 1 _ . „ v-j— a .«=:_
L j j J I J •%,-i- 1 _ . „ v-j—
• : , i ,
* a .«=:_ ! 7~
J X"- > —
• . . ' • 1 ^ ' . •• ', -A -4 - . - i j[
a .«=:_ ! 7~
\ I . k ' ' O % '•••IS —'if » ..: . • f : i ; ^ l\i: 7~ • • • •
• = • : : ' ; : . - • : A : i : : ^ - • : I \ MP; C •= 4 : : : . . . • , ^ . - = --H ..i - ••'•
s •~i\iii:\i • • • : . : :::^:,:r ". :J - ±-tiii: :xir:':~X ''$••• : i l .L : . ' [ : ~P :ii: .':-.. .: - : -v-T:: ^ ; i i ik: !,>.-= = ^ 1 L ^ :iii_ - . : • - • • : " | - - ;
r-ril^t 14- :-;.... . *• . . 1 . . . . : ::::": "" Hit r!ii m ?;:;:;! :-r - ; :. : - . ; .. . rf ri LrP :-~ ^H- ' r r - 4 - -r-ril^t 14-
' ' : • ' • ' • : - r • " : r ^ i : - ; i : : : j : : ' . i- ::: : ; ::::": "" Hit r!ii m ?;:;:;! :-r - i^.ili'r rf ri LrP
:-~ ^H- ' r r - 4 - -" • .-:". Il=i:i * i : .: z-c •:]•: \A ••' • L i i f p i l i llujl^ Jii:;: iiid:: ::^.;.. • .-; : : l
V H ; • ::ii: Hi : : i ; . • : \r^ i iH •rnii.ii ' i j i J if-:I .. ;': -i :T . ;,;• -r:..:' : : : ^
SH£HJ?i? :=•:':! ' ' : • - : - Wti:.:? = - - "S—glS sifeiii:.!-:" -: = :'-::: " t i f V H ; ?:•: iHI sis i-plii;: iil ItSiii1!: -.••-. 7 = 1 : i . : i ,: iir- ::J Hi .4^ = :..-S — :Ft: : r i i S""f- '-'.: . : ^ ifi': r r™ i t i n p : :.kt '• g-.fi 4^ i f Si =!£ '^ iS : = £%B :f- ^ F P - ; : ^ i i txrh .rii-r. =-;-=f :i : = f
E E E " — i — [~ Itjjj "• I;-- - : -*-*T': +t? jgp a| TjliJF tiScf 'FT HJjp. F^t?"" •t*1t - : i •-• ] t : rrfcgp z - : i p r •t+tf ^ ? EE£ __ — : • ? » TT&Hr - : mSir H'tSE [fiiiiiiiniiili ipf*+w tf' i i SlB3 mm * M * H 4 ^ i i l i i i i ffiE:^"
100
.01 . 1 10
>
1.0 10 100
Fig. 5.16 Stress vs secondary creep rate for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material. 31*)
』』戸園田、同，
Z4岨晶国
100
戸主拝再玉砕{オi:ごキ開ヰヰ村キザ持判1者tllll.:::r:ぷH#=I村咋ヰミ戸中性出与討iオ'::1 !Y:~ ;i!;:!iiHす対11十汁千十ト什|示ttTIitHJ;:J11什汁オififi!l;;;iulliiIJ;:;711:;;|汁す村鵠
明:曜日由申時三iiiiiii出出品市輩出来I~tilI1辛子1JJj|房長持静岡刑事j制iHiltllf附;昨日 t t:
昌喜耳呈関手J調関吉田刀嗣記事!+，"jトト ~::"+-:i寸~'.hH 十十円マドi117 十十 :;1サ i i11V4?，1ト七|一上wト 1-ト~.I十λ十七一1:十七十 j':lflFh日ニ;デ干トーペH長
ーで五 ミ江:二二宋一一ギi一:.fTイ士!lfH;jオ-l士村4未村で4i材H:υh這詣jjじJ 号苓淵予司|ヲ汗ずオす-rtH1さ~掛H1:tH~[附i~~ト千諜rlt附w弓子 ド杭けi十司|壮+H伝長同同i主司非-オキ朴1~トけ一寸十H什1十-十吋ト
開去士司~:J士司;正正マJ耐耐I叶廿詰指(出柑出閥|号章1描 :!311I1111jUJ!:li閉幕陸相手間昨日1till間程朝鼎時期器開冊:古田龍出暗号位性山山中bTTi組出 斗斗iiiZ1144EELZi排出n立1[品開時
間出園調官出盟;出盟議1柵鴇臨調論議院臨間雨明同調輯
4 5 67・g，4567891 4!G7891 6 7 8 ~ f
14よい一
dJmuh
江主
auE
一JI--
一…一一一一山一九
+J
142
↓1i川川内H口HH判判円岡市品
--a'aw司'eeRe--'a
z
10().
回>4
ω g -ul
1α
w ミD
10 100
Stress vs secondary creep rate for norma1ized-and-tempered and quenched-and-tempered materia1. 34)
10 .1
Fig. 5.16
.01
o I
10Q 3 4 S6 7 t t l ! _ * _ » •?»»« 2 3 4 5 6 7 < 9 1
100 to
x/i
. 01 .1 1.0 10 CREEP RATE - PER CENT PER 1000 HOURS
100
Fig. 5.17 Stress vs secondary creep rate for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material. 3«»)
> 』
hp回国HlZ叫
由
品
田
叫国
u-smm同HhtFm....
o
10 1.0 .1
CREEP RATE -PER CENT PER 1000 HOURS
Stress vs secondary creep rate for norma1ized-and-tempered and quenched-and-tempered materia1. 3匂}
Fig. 5.17
1 0 0 ] 2 3 4 5 6 7 « 9 I 2 3 4 6 7 0 9 t •< . J 4 5 6 7 6 9 1 ^ 3 & S 6 7 8 9 1 2 i < . 5 i ' ! 1 0 0 ] : J : • ! - ' . 'I- .. •: <:| " i 1
" 1 • t r " T t T " " £ ~: • • i ' • " !
; ; : • ! " . | r i , i . i . . I: . ' *« ' • • i - I ' .:• »• -
_.. ;.. -.! , ' : I : • !
- j J i ^ : t'~. : ; I:! '.! tn~- -: . j . : . . . r :- * > - • i :TV---=.I.:. rr -i~iiL«-. r. " • • : . f^- :|"L r • r . • _ + - _ -:-'••-- 4=. ;. ^KTlin::;"' '':--::.- .. - f - : r i - • ( . . :• 7 :
ft^Wrj ft~ — - r , - • • - - • • li-iife li:!1 '- ; - - •• - - . - : • -ft !+:: _:._ - + ..... • . i - .:" - — ^ ft^Wrj ft~ — - r , - • • - - • • li-iife li:!1
- ; - - •• - - . - : • -ft !+:: _:._ • i : ; • - — ^
•r^ [ ;::fl!t -;-^L H:-: - =.!:-: - '-• 1
_>:: •; •••3t :
.ri^fe ==i:;:. :"-" 2f|hi • : ; "d?:: -",..-•i!;:Vi • • j y * TfP f :!!; !": -'. - - !:: - i • 1 - '-• 1 _>::
:-.r~i±-m i£i::i: : : : : ! : •
i j.f ^ :." "i'SjtjH d-: : ; ! • ' • ' . : • . . LU:: • - -r-'l :'. ;::'.. fi- ; ; • : • • • •
- T i . : L : :
..,. . ... 7 i io> m i£i::i:
: : : : ! : •
i j.f ^ ••• ' f i l l ::::r.. p:J ;i!i' iii! if i . f l . , : ...
• • m , i i ! :•:.!: - T i . : L : :
..,. . ... 7 i io> • . I I... I i' -— . ; + r 4 _ _J_ - . •*- £*[—- • • t .... M I -— . ; + r 4 _ _J_ - . •*- £*[—- • • t
'" • . . • • . = • • r - r j - • .- : . - • " : !» . . . ;.
•* I ; " ^ . ; • : ' . ::-- • : * ! • • . -• r . . ' - .! - -- i: ;:: .! : : ' . : I : J : Rqa i»n •ias : -'.: • : • . : Hi ; 1 ..::-:: : ' . l ; i ' • ' . : ,
£~lr. III: ::.llj- • ••--'••if'Ti: - : : : ' • ' . : . • ::=- ;- H'.' :::: ^mmn : " ' W ^ - • ' • ' , ; l; ::, . : : 1 ; • •
* ' • - - : :
n * • - j s • : ! • - • : - - ---hrfr r ;4- - r- : • : . : . . . ~ h ; i - ; - r - L _
'••• • • ' - . : - ~ r i : V : "• :"i" .. ^.. _ t w '•• * :
. ; •
• : ! • - • : - - ---hrfr r ;4- - r- : • : . : . . .
: ~ h ; i - ; - r - L _
'••• • • ' - . : - ~ r i : V : "• :"i" .. ^.. _ t
S 3 .-H-i- = : - ] - I | : ; ,!- J L : " „ i'j,-'.. '• i ' • - ' . . : . •
r ! ; - ^ ; 1 - : l - :|. • ^ M ^f- ; A^n e> • ' : —; ::- --si:; ,!-
: ; : i ^ | : -. : . w- r ! ; - ^ ; 1 - : l - • • : : • . -•t " „ . • ^ M ^f- ; A^n S S H H SJ:I: £H rL- ;": :" - ' . ' :--. :^ 1r: -:~&. ;::.£; ::. . . -: " : - . ^ 4 fL;r . E •:!:-: -.. ; :^ ;=i- . • t: ~'"
^ 5 • - : . • i
' r 1001
_,_ J--: !=!= w. ~ r : ::r:iEir i :h' ;;:;:;:::::: ^ i f r Sr • J." ' i n ; . . • - i : " : • : ! i: t: ~'" ^ 5 • - : .
• i
' r 1001 ' 1
~ • i ; ; i : - : • • ! , : . • • • • i ; : ; - • i r :; ][ . - . ! : • { • ; . . : • :'.!.:: - • J- ' ' • : • * • • : 5« J . • : . • • • - • * I I . :. • • -~~^:.-:~:: i !r : | : =: •• i . . .
; : U :.i • • - • ! . . f : : ':'t ^ . -5 7+"-i L?- : . • ! ' • • ::•.: ' • . : 5 'j£~£~l\ . : : : : i . . - ' - Li;J :l '. i: :-: -:. '!•: ::»1 •:;: j-EU-i .- = .; M: ^:-!if ••$• i ^ ^ ^ •ill'... • - : • . • :-|- k * tor -ni 4nHr :-:!? ~ ::" -= .... r ^ . , . i-^R lac mi u ift '".}:'-. i K a i -_— 3 : ^r- • - : - [ r - . - ( - :
r —U -<- "-tor -ni 4nHr :-:!? ~ ::" -= .... r ^ . , . i-^R lac mi u ift '".}:'-. i K a i - : ' U: • • : - '.-\x- > : -• - -_— 3 : ^r- • - : - [ r - . - ( - :
r —U -<- "--Ti-^t i i ^ .: ;;i;;r ; ; : j . ; i : ; . •:• .::: 1 : i i r : e li ]:h ! -h : . j -•,-4-i4] Kb -'::: J:: •:, ; i j •••< : -' If-:-::;
' - - < • ™ : ;:' : M - : , , • : •
E S 3 : - : - j : : ;-£:: H=? :•". r "t- Xtf^if e li ]:h ! -h : . j -•,-4-i4] Kb in; til I : i ; :1 := ;rr ; • ; # = III- ~. ;l: :-"..; J. ^Trr •::==:l • : ! : "Sp-; 1 ^ 3*5 s s& = = = # & i l» 1H
Hii;':: l l i i l fc l - = - - ft 5*r i n i CT ^ £85 iE i S ^ #w# Ifflii EC wm i iiiiS 'fe ffi K : :
^ 1 ^ ++ir Hf* *• itij irinit E:n;?+: .01 .1 1.0
. CREEP RATE - PER CENT PER 1000 HOURS 10
Fig. 5.18 Stress vs secondary creep rate for quenched-and-tempered or tempered weld metal. 3"t)
』』回開同
-svh叫
申
品
田
100
10
.(567891 ー=ー ‘s ・・ ‘. y • 司..‘ ・』 、r ・哩 司園'‘.， ， 、 ‘' ー・， " 、， . 司F 唱 ‘ー色 -・~胃!--t-+t'-H+t+t~i-t-tl :"t-::! 1111 ~:! 'J 1;a・』 ‘ E
ヒヒ 端手 三ゴ三わを生社
説明τ仁 ， '，' '1" '1 ，1 ':，1， 1 11 111，' '! ，; 1 '..' 1， ・E
三三一丞;，;Jidit.H-t+th?民民主 CiWU:，.1
出tEle十2ー ・?P'1I"I! 1 '~ Iニ:JA1 !! 1 1 r i ll:"'i，，!-I¥: 1¥ Li¥ i
っ-H オートて hL1 l-t ぶ ~¥::-r"， TT TT，-:-:-ト jtHプ行ー いη十一一iLι ー←iL長了五三i二ぷιι斗ι; い 己三ι」ーとLI~ι l云ヰ4ぷ1Þ.'-'l'iW~4J.illl i : ，，!'-::l'W'"fc.i 斗"斗 lU.::U=土.，ニiヨ主~I;孟iコ L'，I'"・ 3 :可子::T:'T 1:'，1:. ?? li世話i1':H'I，十:，: 牙;:-.1:.1:.j :引とi 1..'"+!.
.宍三二三ヨ百"D三.....口~LtトJfl44L:ー '--1--1-'--'-守口H予三?三に日ー-で十十Lli-一 . ーで「す主主体勺;: l2jpk 二L ァ~，!員-1』 11111F!?;131;11 11j!J:!it f T;1i i1.j;j!
一ー 一1 ， ¥ H:i:-I-l~+~t--l"→ー{ー 一一一:=b-¥.-Ll|十1立f斗ilイ寸十ー~~十十:--t-ti--ttt:'，，!， '，1 ，!'~'1111.' _， ，，":， :!.I-c1~I.1 11，1_，に1':. :-1.1_111111 -1.. 1，
:.:.:.:i: 山・'."RealHti:l!:l1tl111:: 'Tjil;''i';J U，，+ ¥ 1 [11 ，-c'h 5二二三1'，，.1'"， ・1・:'1，..-1'1 r 11， -;0p ?i ー :I':'I:r l:! ll~i !，，; h ii手ト:1..:.l..:.!，'r-"・ ー ーヶ7オで土イ ー・ 一一~トマ-4c+-!+++HtI-c-h++H一一一 一ーマ7<i'++ ーー さ
Is五i crT~ 一三j五d;， t:士一:ー宇土-:::.--tl-i 守一 三千昨日 ~~m'rl1:;C手，，1''''f- 1 l 三ヨー ~\:;i;:J::;::F.::I\ :\\\-\=?;:~.t~u::Þr 霞 ， じ ・白 LYiJI¥1¥ 1111 :，Yli 一-.，--_.二 :1:::..'''C:，.L ーで芋戸I- 守 ;~;;b+~llr::]::.iJ 'f:r:'+.'古 『 La: -: I zr仁::I-~ +-I.~~.: 司ー!ーーでナー出 土 寸ごrEr三 ω: 存併t;::::.;ニーに時n::!/:':.I:lllP三千"~，，~r-F:--I ， :'r:r， 1 !I F~ f:l+qr:q: r 1:，1';''1'1 11 i 1::・T:Y!， !V:"'" 1":':1:二 i 1;
ιl
í~ ，-、 i
7t':--it，:'1..:".:1.'1. 1::.1:1111.:'.:1::'1，，'，1，， 1.1 11111: ".，':I"I.IJ"'-I 1 !I!I '.'I'~I.!J.e ・::. I 1.L|ムl= 41 21 11al亘_;ilo'!Hj'・:・--.
5三1.--a三1・.f'; ー 一lーに2 ・".:1 ; 01'， 1111 t I .i~'I: ‘ l 主・ -'/;1 ーどこi~:i! 二-5;'1::1.:1. 三主ミー七一・二L.I:I.>It! !~ ‘ 「按とくた三;h|紺ほう: ーー ----ー τ~'iR，~c ← lafltl~ 1. :_.;下 l曜OH l相行司7場i寸討t議~tb :....:...:.三iー~t:~~ι1ー2←ーν i.~':，--i.' 31:-:-"::"';:1':::'1;'[ 11'1111: ::LJ. cr:-唱・ :1"11'"1.1iゴ・・ I.~ ， • 0" :: _ !' :~:." ~ 1.， 1.; ! ，l:
一 三三{f~itH':H+j 十足立計三 ;ーニ一一三にいえM 社z 産主j主主~~=.1'z 三 .1;:註信号語:l'iI:i: 抑制日;!l:!;:1i:tl:';~L'I，，:rm ;H 弓:;!::If~H:: ・:τニー品=:デ ζ主主;ジ之|ニ主f:tF.t!i-ffi 1511:t:i: 軒同t;: Ei士一 -45将 司九件=::l::L:r.n:1Jll1ii! 句「 凶 W!J.ill..，;J.::.....t......l1，'.j，1 111"'1111111'>' .I.I-1-l.....L.....: ーはLc.l
げ「市，.T"r，-
4567891 1001
:P:二三コー任H持-
s 4
3
10， e
100
ι山田M
，凶凶同信hFm
... ・ー
lヨ
CREEP RATE ・PERCENT PER 1000 HOURS
Stress vs secondary creep !ate for quenched-and-tempered or tempered we1d metal. 34)
1.0 .1 .01
Fig・5.18
10
JAERI-M 7948
O O
Ts* - SS3HXS
4 2 -
(2開
-2門咽J
判制叫叫咽園田MUH咽世田ロ帽
Hoh明。“司H
晶
ω国HuhH咽噌ロ。U世
田
園hF
回国叫MM回
品目J
門・
m・国刊』
例区
DO思
OOOH回同正問
ιFZ同
o
g同町問・凶嗣4M向島同同居。
JAERI-M 7948
-42-
JAEHI-M 7 9 4 8
O O
;-=:it
n r
o l-l
^ m iliii m m m %\\ir\ m
i p "
itrt Mi IS Mm m mm JM
sir Sit m ;i"n+ri -fri •ifflt:
; & *
•frig
1 M Hi Jq-i.
ami
1
!!!! till ! |J:i J±ti
fjf:-t.i 1 ill If! I
na M » n t <*i - j i« r> o «n <t n w
TS3I - SS3HIS
• 4 3 -
(2問・」[司叫曲目司」【
ω匝可申同司副ロロ咽
HO刷出
M司H
品。叫
HuhH暗唱ロOU国由
曲
〉
明
白
ωHμ悶
JAERI-M 7948
。N・n・凶刊』
的出口O国
000」門出館副
bFZ伺U
M両国
凶
'
伺LF4偏向同副凶図。
。同
0 . r寸
ナ
:伊l
"。mhn@
凶
町
マ
a-h@m-可向
-a
・h
n
m
w
m刷
噌
t9耳 - SS:;r芭品S
-43一
JAERI-M 7 948
44
〈
S同.叶咽判何回叫咽宮司
ω同帽国ロロ咽
hHoh明
UH2ω晶ロ
M
H
O刷
ω自判U岡山
HHJ明昌
hM]門吋
叫
門
UMU羽目vωH司制民ロ
h
L明。
ロ
OJ明日目咽判
H国』
O
-44 -
JAERI-M 7948
(•>£ •jTSTzs^em p&jvBmm aoj aanmlna i c j anrri H3Ta ^3TTT3°nP ajn^dna jo uo-pqETJEA ZZ'S '8T.I
f 03
<
00C
{句f: τ官τ:r3=l官wpaτ官aUUB:rOJ a:rn=ldn:r iCJ 3WJ=l q=ll~ Á=lττ下=l~np 3~n=l dn:r JO uOl =lBτ~BA ZZ・5 ・2τ.i
曲4
可申』F
山守
1
21岡、出国司『
Fig. 5.23 Variation of rupture ductility with time for rupture for annealed material.
ι『〉回開
H-EZ叫由品田
.... '"
34) Variation of rupture ductility with time for rupture for annealed material. Fig. 5.23
JAERI-M 7948
, , „P , . . - . = s ^ ^ - t j
aaasaaB5=Ba
m # t
to s •o 01
•H to <u c c to
>-l o
>n <u u a a 3 k
O
47-
JAE且r-M 7948
〈
2同.叶咽]司旬叫叫咽自
muω同咽由ロロ司
HOL明曲
H2“内同2HHO刷由民判“
aMH旨
h剖哨同村
Mua司
ωHロ叫円四コ
Hい明
O
ロロ判UH司判何時〉
寸N
‘n
・凶」明白同
-47-
JAEBI-M 7948
- 4 8 -
(2伺
・
a門司刊
hHU叫咽居間
Mω」[咽
ωロロ司
HO同
国
hH3M晶司hHH口刷
ω日刊叫ぷ叫吋
BhuJ明叶判
MUロ唱
曲
H=叫弘司いい明白ロ
O村叫帽
J明H咽〉
mN.m・凶」明』
。
一一 48-
J AERI-M 7948
JAERI-M 7 9 4 8
4 9 -
(2開
.H司μω自問MH叫匡唱由同咽副ロロ咽い明ロ
ωhH2M品ロ
H
H
Oい明
曲目酉判“
auJR出
huJ明HJ明叫
Uヨ
唱
曲
HSMR同ロいい明。ロ
oJ明日制咽J明hH咽〉
申
N・的・凶刊』
JAERI-M 7948
-49-
Fig. 5.27 Variation of rupture ductility with time for rupture of annealed weld metal. 34)
』
KF回国同』富吋曲酔恒
包
Variation of rupture ductility with time for rupture of annealed weld metal. 3匂}Fig. 5.27
AM ipfj!ij!!i
• i i l i i i i i i i i iii miii i i i i i i l i i i ••••••iiiliiiiii l u i r v i i i u i • •••lilxlllll!' l i i i i i i ini i i i i ' :::!::!i:iii;t:i
••!•• • I l l m kill • I I I - i l l
V'll l i l l 111" Oil llll llll I I I III HI " I III l|l
PI IK H i in I I ii i
• • i 11
! i , i •' i J . , I V ; f rmiiu Ml II i,
t in llijj
III
i Mill
5!!fo"llilllliHK«:
t in llijj
III
i Mill
i i i i i i i i i l l i l l l l iU ••••••••iiiiiili n mi •••Ifilj.nlilli i H I SaniiiilllHil iniii
•••••iiilliliilii •••ifiiiiili inii
Kiiiliil!!!!!
•HI
• i i i i l i ! i ; ; ., MiiiiiiiiliiiliiiKr'Nniiiii/R • • • • • I l l ill IIHI'llll • • • • • I I I I I I IIIIMIII 1 — i i i l i llii inr
SI INMi l Mill I I • m i n i liiiiiii
• i i n i i i i IIIIIIII •••••iiiiliniliiii
Fig. 5.28 Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material, 3<t)
』
kp回開同
lZ吋
由
晶
∞
巳11同
Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material， 3件)
Fig. 5.28
Fig. 5.29 Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material. 3"»)
』九戸国担問
lZ叫
也
品
曲
'" ""
Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material. 3~)
Fig. 5.29
> to 3> t—i I s
Fig. 5.30 Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and tempered and quenched-and-tempered material. 34)
』』回恒同
1E叫
申
鳥
田
t11 。a
Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and tempered and quenched-and-tempered material. 34)
Fig. 5.30
ffltHIPl
iitiiliiliiiiii
Hi m m i m i iiliiiMiini
r r • • • • • i i i i imi i imi i i • • • • i n illlllll] li«i;
• • • m i il IIIIII Hi, • • • • • • i nifIIIII inn i • • • • i n iiilil iiiiinr n • • • • i n I I I I I I I I I.'III f • • • • i n nil il I lulu' • • • • I I I I lllllll Mill
<«i ' • • • • • ! • ) ' . i l I r 1 ' 11: i • • • • j i l l l Ml liiiiini il' * • • • • i n n mill IIIIII ' 'I' ' • • • • l l l l l Kill ill.Ill I n< • • • • i n n iiniii 11!
• • i m i n liiiiniiiiii r • • • • • • H i IIIIIIIIIIIII r • • • • • • i l l ' l ! I I I I I I"
> •• • • • i i i< ' , f l i | l nil I" > - • • • • I I I I I I ill i iiii
• • • • • i l l .liulilliiiil n< • • • • • I I I I I I I I I M I I I I I I I ii • • • • • l i lhi hi IIIIIII Hi • • • i i i i i i liiiiiliii II II' " • • • • • l l l l l II Mill *•» ••••• i i inil i l i i i l l i i i l w • •••i inii i i inuiii ini it ••••jiiiiililiilliiiii! i' i!i|iiii|i!nili|lll|l|
f i i i i i i i l iilill i • • • • • m i IIIIII i • • • • • m i illli i • • • • i n n mill • •••'!'l> I'lM" • • • • j j i i i ..iiii. • • • • • n i l •••HI • • • i i i i i i hi i • • • • • • M l I I • • • •111 I 11II • • lllllll • • • • • I I I I ' Y J I I I I • I l l l l l l . , I lllllll • • • • •mi l linilii ••••••iiiiliniiiii • • • I I I I I I I I I I I I I I I I
::::::!!i!!ii nil lulu
KiiSiliillll!!!!!! • •11)1111111111111' ••lumiiiulnii. • a i i i N i i l i liniii • • • • • I I I I I I lllllll :i,<
I I I I nniifiiii ' • • • • • • i i i h imlii iir . • • • • • • j l l l I III II
r;imi,iini!ii;iitM^ i m n i m n i m p u . . . I
IT • ••••• i i i iMii i i i i i i "' • • • • • iiiinlihiii
• a m ill in in
• ia i i i i i i i i i i l in l i • r • i i i i i i i ini iui •a•• •• jiaa i I I I I I in • • • • 3 • a a i •••'iliil
•aiiiiiiiiiiiMiiiiii • ••111111 llllllli
III!
• • • • • • • I l l I •••••hiii l l i ! ! ! l l ! ! ! ! l l ! !
Fig. 5.31A Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material. 3<t)
』
kp凹胃同
-EZ4喧品田
巳n...
Fig. 5.31A Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and qu邑nched-and-temperedmat邑ria1. 34)
r r r T rrrrt T f f i r m f \
• • • • • l l l i l l iHl i l i l i ! • • • • n i i i i l i m i i i r i i • ••Hii i i i i i i l i i i i ini r • i i i i i ' iv i i i in i i i i ' i ' • ? I > H : I ; I I I I I I I I I | I I I I , » | -ai i i i i i i i i ini i i i i | i i i •?iii i i iuimiiii i i l i ini'
f l iHiii i i i i i i i i i l i i ir
( • • • • • • i l l • • • • • • i l l
• • • • • H i l l • • • • H U H •••itr.v.'
• - u i i i i i n i i i in f • ' m i T ' i i i l in i
S<)•••;<.,1111 in
••in IIIIIII in • i i i i mini in i
• / f in IIIIIII in Hum irim mi • • • I I I l.rMII III
! • • • • • ii in IIII i • • i n liililii ill'
• • • H I Minium • • • • • < "'il l i i ' i • • • • • • • < > . Illllir • • • • l l l l l l l l l l l • • • l l l l l l l l l l l l u i
• • • l l l l l l l l l l l llllillll {••••••IIIIIII IIIIHII1
• i i i i i i u i i i i m inn . • • • • • • • i n I I I I iiiiimi i • • • • • • • • • H i l l IIIIIIII: • • • • • l l l l l l l l l llll'l!' • • r i r i K ' i " " HI ii' • • H H i i f i :H liiinii • • • • • i n n 111 iiiinir i • • • • • m i l n ml in • • • • l l l l l l II IIII II • • • • • i n n ii nun • • • • l l l l l l II IIII nil • • • r u m II mi >ii' • • • t i i i i r ii mi in • • • l l l l l l , llllllllllll • • • • • • • I I I II lllillll' • • • l i i i u i i iimiiiii' • • • I I I I I I I iiiliiiniiii' • • • • • • • I I I llllllllllll! • • • • • • • • • I iiiiiiiniiii • • • • • • • I I I IIIIIIII«, • • • m i n i immw • • • I I I I I I I milium i • • • • m i l l IIIIIIIIIIII • • • • • • • I I I IIIIIIII"!! • • • • H U H IIIIIIII i • • • • l l l l l l IIIIIIII '. i r j " » , m v .'i i'.' ' • 1IIIIIIIIIIIIIIIII 1. • ••Illlllllllllllll " • • • • m i l IIIIIIIIIHI 11 ••••••uiliimiiii i' •••Illlllllllllllll III1. • m i i i u u i m i n i • • ••• IIIIIMIIMI1 ' • • • • l l l l l l l l l l l l l I • •••IIUIlllllllll ' •••niuili i i l i in • •••.will lllllllll • • • • • I I I lllllllll • • m i l I I I I I I I I • • • m i "nun • • • • I I I .illllll !l
3 • • • i n ilium 'ii
• • • I I I |ll|"ll » • • H M ill. il '
• • • m i I I I I I I I 1
• • • • I I I ill : 'i • • • l l l l l l l l l l l S• • • l l l l l l l l l
• • l l i l l l i l l l • l l l l l l l l l l l
•••••uuiiiilliiilMliii; • • • • n u n ill in I I
• • • • • M i l l l l l l l l l l l l l l l II • • • • • • • I I I l l l l l l l l l l l l l I • • • I I I I I I I 1111111111111 • • • • • • • I I I lllllllllllll .
!::::ii!i IOI • • I I I I I I I Ill 111) i• 11r -
' l a i n in ill in i II • • • i n i n iiiiiln MI • • • • • i n i in nil i • • • • • i n In iiii i 'i • • • • • i n I I I I I I I I " • i l l ! I l l lllllui!" • • • • i i iiiinili
EI M I I I I llllllllllll' • • • I I I I III ifil IN II' i
• • • I I I i l l IIIIIIIIIIII n:'
• • • • • h i ! Ill
• • • • • I l l l l l l l l l l l l i l i i mil?' • • • H i l l III IIIIIII ,11! < • • • • • I I I I lllllllll i|h-• • • • i i i ! IIIIIImil' it • • • • • i l l IIIIIII in : :nr • • • • • I I I llllll inn !>"
' I I I I I I I I lllllllllll ii ' • • • • • I I I lllllll|l|i "
' • • • • • I I I INI llllll .1!! • • • • • I I I l l l l l l l l l l l l l l l
- • • • n u l l niiip wiitr •••iiiiiiiiliiiMiui in ;•
' • • • I H U I in i IIII i • • • • • • in in illini • • • •Hi l l III lllllli • • • l l l l l l III IB.iiV • • • m i l l in mi1 II i • • • i i i i i i i i i n i m i pi'i • • • n i i i i l l l i l niNn'T • • • • • • • in IIIIIII' n> • • • • I I I II Mill 1' III
' • • • •111 II II II Mill • • • •Hi miiiii'ii • • • • i n II HUM " • • • • H I ii iiiip ' • • • • i n II IIIIIII • • i n i i i il niuu > • • • n in MIIIMI • • • • • iiiiiliinii Earn i IIIIIII ii
• • • I i lillin il< • • • • • • IIIIM IIJI
• • • • • u l i i l M • •III llllllll ni • • • n u n in n
...'illiji III !i
..iiiillli! IE Mimw!!
• • • • • • • • I l l • • ••••••• I I I • • • l l l l l l II • I I I ! huh
BOO
Fig. 5.31B Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and quenched-and-tempered material. 34)
> T s
』』回担同
IZ叶
申
串
恒
ー
印
印
l
Fig. 5.31B Variation of rupture ductility with time for rupture for normalized-and-tempered and quenched-and-t田 .peredmateria1. 3匂}
r. (" rrrrf i • • • • • • I I I Mill III II
• i i i i i n i IIIIIIII [i i
I H I I I I I I I I mini mum
• • • l l l i l i l l l l l l l l l i i • m i i i i i i i i i n i i i ! II I S I I I I I I I I I I I I I I I I I : I I I I I ' i l l l l l l l l l l l l l l i M : i'liiiri-.iiiiniiiiiiif • llllHHIMIIIIIIIIIII
• • • i r i : i :n i i i i i i i i
i i i i i i i i i n i m i i i i • • •IIIIIIIIIIIIIII
• •••• l l l l l l l l l l l l l l • • • i i i i i i i i i n n i i i
I M H I I > I : I I I I I I H I ' i » i i i )> i ; imni i i ' • • • i i i i i i i i i i i i in I I I I I M I I I I H I ' " • • • • I I I I I I I I I I • i i i i i : r .< i i in • • • • I I . I , I I I I I I I I '
I I I I I I I I I I I I I I in i i i i i i i i n i Mil in
i....ii:i!l!!l!!l!!!
••IIIIIIII 1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
llll ' II •ajiii;n' ••iiiiiiii 1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
HI . il • • • • • • • i n
1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
• I I I I I I I I I
1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
mi i . II ihi ; II
iir; i!
III! !' 1
I I I I I I I I I I
1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
mi i . II ihi ; II
iir; i!
III! !' 1
•••mil'.' ••••liiiii • • • I I I I I I I
1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
mi i . II ihi ; II
iir; i!
III! !' 1 •IIIIIIIII
1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
mi i . II ihi ; II
iir; i!
III! !' 1 • • • • • • I N I • • • • • • • i l l
1 llll i Inn i urn i inn I inn
I!!!!!! III!! II m ill!
I I ill
mi i . II ihi ; II
iir; i!
III! !' 1 • • • • • • m i ll ill ir i! • • • • • • • i n • • • • i i in i • • • i i i i i i i
il III I II III i Il ilm
II n I i
• • • • • • M l III I • • I I I l l j II I • • I I I III I lillliimi • • i l l inliiii|il|iui! ii • • • • • iiiiiiiiliiii.il i • a m iiiiiiimnniii • • • • • iiiiiiiiiiiiiniiii
Sa m I I I I I I I I I I HI I i
• i n I I I I I I I I III! II: i • • a n iiiiiiiilliililn i • • a i l iilll!|||l!|li|li' • • • • • iiniilllil ill • m i I I I I IN I I I I I I ! II I • a m il l i ihi miiin • • • • • • i i i i l i i i l i l H I • • IHI I I I I IMHII I I . ' • •• I I I I I I I I I I I I I I I I IKI • • • • I I I I I I I I I I I I I I I I • "IIH>I«I|»|I'|II niC3iM-\..U\J, ..I. • •••• l l l l l l l l l l l l l l ' Hi I • • • • • m i n i m i inim • • • • • i i i i i i i i i i i i i i in i
E • • I I I I I I I I I I I I I I I :i • I I I I I I I I I I I I I I I ! ! II
• • • • • I I I I I I I I I I I I I I Eaaiiii i i iMiimn .
• • I I I I I I I I I I I I I I I • • i j - i ' i ' i ' i i ' l ' i , • • • • • l i l i l l l i i i i ln • • • • • I I I I I I I I I I I I I I i • a a i i i i u i i i i m i i i "
Bi l i i i i i i i inl i i i i i •III
aaain i i i i i i i i i • • • • • I I I I I I I I I I • • i i i i i i i i i i n i • •••IIIIIIIIII BBIIIIIIIIIMII • • • • I I I I I I I IM I • • • • I III I I I I I!
SlilliB iiiii i l l
.., • • • • • I l l III MIIIIP!I I' i i f j l i m i i i u MI iHliiinu! i * I I" " ' • • • • • l l l l II IIIIIIIII 'l«r
IIIIIIII! II • • • • • m i iiiininiiiki.i IIIIIIIII i" • • • • • m i in miiliin r-j.i
Si i i i m ii I I I I I I I I I • • • • i n i idjliir
" • • • • • i n l inlmin • • • • • i n I I iliiiim siiiii:; i! iiiiiii • • l i i i i i I I IIIIIIII 1
• • • • • i n I I i i l in • • • • • i n I I ilhilin
' • • • • • I I I I I I I IIIIIIIII I
H. i!U 8••••111 llll I
• • • • • i i i i i i i i i • • I I I •••• lull ill
Sa i n • iiiiiiiiii • I I I I IIIIIIIII!
• • • i i j iiiimn • a m I iiiiiiiii • • i n i iiiiiini • • • • • j i I I I I I I I • • • • ; 11 |Hi i • • ! • ! I I
• • • • l i n n liiiiniii • • • • • • l l l l III!Ill] '<i • • • • m i l l IIIIIIII in • • • • • • m i IIMIIIIMI • • • • • H i l l IIIIIIIII II • • • • • • • I I I lllllll
: - i l I l l l l l | I I J ! l l l
, 1 1 1 1 !
' • • • • • I I I llllll.i N ' ' • • • • i i i i i i i i i i i i i l i i i i i '
• • • • i i i i i iu in i i i t • Ml l l l l l l l l l l l l lH l> ••••IIIIIIIIIIIIIII il
• • •• l l l l l l l l l l l l l l 'V • • • • • • I • I III 11II'' • • • • • I I IIIIIIIIII {• • I I I IIIIIIIII!! I
• • I I I IIIIIIIII I .': • • • • I I I i n IIIIIIII in , • • • • i n iiliumiiiiili •', • S H I ! ! 1IHI1HMI;®:
;i. I *
ILUL ... *j>0
Fig. 5.32 Variation of rupture ductility with time for rupture for quenched-and-tempered or tempered weld metal. 34)
』』回目同
lZ吋
申
晶
恒
lab-
c11 c1>
。
Variation of rupture ductility with time for rupture for quenched-and-tempered or t血 peredweld metal. 34)
Fig. 5.32
poo
Fig. 5.33 Variation of rupture ductility with time for rupture for quenched-and-tempered or tempered weld metal. 34)
』
hp回割問
-EZ吋
申
串
白
ιn -.l
Variation of rupture ductility with time for rupture for quenched-and-tempered or te旬 eredweld metal. 3勾〉
Fig. 5.33
JAERI-M 7948
• 5 8 -
JAERI-M 7948
(2m
・」【司
μω国
司
Hω匡噌叫しHω仏国叫
M
M
D司叫しHωι回国ul司ロ咽'唱曲岡山Uロ
ωロ『
HO刷
由
hHロ以内田口
hHHD刷
曲
目
J明日制岡山叫刊匡
K円
μ」明同
J円MU3司
ωHロμ品ロ
hHい明
Oロ
OJ明M咽刊何時〉
-58-
JAERI-M 7948
Rem or k ; NT -— Not (Mining and t*m£»fing
{ 9 5 0 ' C X 2.5 hr, aa coding and 7 2 0 ' C X 3 5h r firnoce cooling )
i i
SR •
J L I I
Rupiure Time ( m )
5.35 St ress - rupture time l ines for base metal and weld metal af ter long time creep rupture t e s t s a t 550°C. 30)
Scwe.Tiai Meoi ireomwnt vc<» — V — Boss meiai NT -SH BA — O — NT BB
— * — wtfdmeroi
— 3 — Seamiew fuoe NT-SH ST NT • rjormaliiinq and Teai[Win<J(95C*CX25rT an cGO'mg
ond ?20»CK3.5hf furnocB cwiinq) 5R -* Strass relief ( 720 "C X 3 5hr furnaet coarngl
i ! I ! : i '
T { 2 0 +loq r ) X IO
Fig. 5.36 Master rupture curves by Larson-Miller method for base metal and weld metal of the s t e e l used. 3 0 '
- 5 9 -
Fig. 5.35
JAERI-M 7948
-.--...._-.. -4-seαT1:e~ 仙畑 NT-SR ST
2}- NT r/crm山『制隔師時間O.cx1.5tTa.r c即時
a咽 720・CXJ.5tv flJl'咽.caC!N司 1
1 16
"寺町 Srress rer.ef (司O-CXJ町、rfurnac. e∞『吋}
守
17 18 19
T( 201"'司 r)XIO.1
20
Fig. 5.36 Master rupture curves by Larson-Miller method for base metal and weld metal of the steel used. 30)
-59-
JABRI-M 7 948
Htoi fraatmtnr Smi r N T - W - S R
W - N T W - S R
NT-W-SR
JSA JSB JSC JLA JLB
Spacimtn: WtkW jant of 2MQ--IM0 sitM Small s i za • - G L » 2 5 m m Lorga s u t — GL« 160mm
NT-'Nonwrt'eing ond Tamparrng (930*cx2 .3r i r air coding ond 720 *C X 3.5hr furnoct cooltag)
SR •• Straw n W ( T 2 0 " C X 3 3 r r furnoca cookngj W •••• Submtrgea ore wading ( 200*C pnhtar) Alt spaceman j . t t c a p t orii specimen markid (BRJ, ruprurtd in weld mttol I i
Ruprura tima
Fig. 5.37 S t ress - rup ture time l i n e s for weld j o i n t s a f t e r long time creep rupture t e s t s a t 550°C. 30)
Ruotuftfl position
HEESE3 "T 7
5 " S S S 5 5 f 5 ! S
Tesi temperature 5 5 0 ' C
Mark Trwtmaffi Gmt i Ruotunt iter* O A - l (JT-W-SK 20 5 47 hr
6 0 " D A - 2 u 19.9 t>3 O A - 3 " 15.3 SOb
f • 3 - 1 W - N T 20.0 ?2 j » * - e « - mo 34 • - 3 • 120 3B5 • : - i W-SR ISO 2.26B . : - ? • 2 0 0 IBO
20 • :-s " ieo 240
Fig. 5.38 Dis t r ibu t ion of loca l creep elongation for large welded specimens, having the shape as welded with no reinforcement, a f t e r long time creep rupture t e s t s a t 550°C. 3 0 '
- 6 0
JAERI-M 7948
..
o-Rl.lprur・t;m・(hrJ
Fig. 5.37 Stress-rupture time lines for weld joints after long time creep rupture tests at 550oC. 30)
R.刷'"岡田Sltion
Fig. 5.38 Distribution of local creep elongation for large welded specimens. having the shape as welded with no reinforcement. after long time creep rupture tests at 550oC. 30)
-60-
JAERI-M 7 94 6
TH fon «*»• CONDITIO*
• A S WELDED • 900F PWHT A 11 OOF PWHT • 1300F PWHT
•WW1MI t U I H I N FOK I T » CMliB WfL« MITftL
5.39 Rupture strength for 2 l/4Cr-lMo steel weld metal at 13 00 F
• AS WELDED • 900F FWHT • 1X0F PWHT
Fig. 5.40 Rupture strength for 2 l/4Cr-lMo steel
' weld metal step cooled prior to testing at 1100 F. 33)
Call* (A l l * • * • ' « " « n FM amcaoito wuo
• AS WELDED-• 900FPWHT A1100FPWHT • 1300FPWHT
5.41 Creep rate for 2 l/4Cr-lMo steel weld metal at 1100 F. 33)
Fig. 5.42 Creep rate for 2 l/4Cr-IMo steel weld metal step cooled prior to testing at 1100 F. 33)
•urniM OUCTHITT * on BAM CMDmott
• AS WELDED • 900FPWHT A11Q0FPWHT • 1300F PWHT
Rupture d u c t i l i t y of 2 l/4Cr-lMo s t e e l weld metal a t 1100 F. 33)
Fig. 5.44 Rupture ductility of 2 l/4Cr-lMo steel weld metal step cooled prior to testing at 1100 F. 33)
-61
JAERI-M 7946
…IST1I'flGTH同岡山間… ……1'011.，..，.…....l.，嶋田
-ま
i
.ASWElDED ・900FPlNHT • 1100FPWHT ・13∞F附 HT
Drf
FErs'ト
日附剛
MmFF
ι間取
451
・•.
‘、、、、ト1l
，.
-一同，.
町…咽
Fig. 5.39 Rupture strength for Fig. 5.40 2 1/4Cr-lMo stee1 ;eld '~~t;;;ï-a~-ïlÔO F. 33)
Rupture strength for 2 1/4Cr-lMo steel we1d meta1 step coo1ed prior to testing at 1100 F. 33)
白 u，.... 澗....n.-c・a・-帽同副M
骨ASWELDED.叫・9∞FPvVHT.110QFPWHT
i・1・旬∞FFWHTI
TTaρ
二
日HH
〆
ノ
斗
醐
U剛
一
州
イ
で
訓
郡
/
斗
Fig. 5.41 Creep rate for 2 1/4Cr-lMo steel weld meta1 at 1100 F. 33)
Fig. 5.42 Creep rate for 2 1/4Cr-lMo stee1 we1d meta1 step coo1ed prior to testing at 1100 F. 33)
.-圃llDUCTtlITY，OIl・.. 耳障@帽~~.
凡¥社i轟酷
-曹...・岨C11lrn.GIIー曹."・圃LI.vrll.Dt.lUal
• ASWElDED
M 一-・ 913∞αFEF同PNWHHTT
¥¥J " ~与
同.凶 ! '1 "..， !I! !'!lr [ i "' ! ，. a41 F
'hIO(fOlIl/刷U帽岡崎
Fig・5.43 Rupture ductility of Fig. 5.44 2 1/4Cr田lMostee1 we1d meta1 at 1100 F. 33)
RUllture ducti1ity of 2 1/4Cr-lMo steel weld metal step cooled prior to testing at 1100 F. 33)
-仰向U
JAERI-M 7 9 4 8
I 1 0
I 5*O"C«50OO Hr
— —_ =<, w km UUUTMI cyclvd
-~~ - ^ 2 " * - ^ y i 690 *C
•hln
V ^ 5 5 760'C
"-"--- ^ ^
•hln
V ^ 5 5
- 7 2 S T h 725 *C • 55OX>5OO0 Hr y
760'C
"-"--- ^ ^
•hln
V ^ 5 5
760*C • 55O'C«*OO0 Hr
^ ^
•hln
V ^ 5 5
B u a M U I * 9S0*C * 5000 Br
•hln
V ^ 5
B u a M U I * 9S0*C * 5000 Br
t " * - < ^ .
moo Miptura TIM ( Rwr )
Fig. 5.45 Creep rupture test results for synthetic coarse grained specimens.(peak temperature 1350°C). 3 1 )
,10
I
w X • 550*C« S0COKr\
ao*c "2
w X • 550*C« S0COKr\
ao*c
^
1 5
/ 1 thai 50*C«
•Ml 00
-"-- & f -"i i§^ J: 4 j -
§5 fe ^
550*05000 Hr
- i§^ J: 4 j -
§5 fe ^
-7 W C • 5SO'C«5O0O
4 j -
§5 fe ^
Hr ~ 7 £: . - M M U I
0 C 500D«r y ~~*~~<^
1000 noptor- Ti*» { R«ir )
Fig. 5.46 Creep rupture test results for synthetic fine graine grained specimens, (peak temperature 1000°C). 31)
- 6 2 -
JAERI-M 7948
E E
4・，。
揖
目，.，・・・島
4
・"
Fig. 5.45 Creep rupture test results for synthetic coarse grained spec却lens.(peak temperature 13500C). 31)
岨
，。
四
首E
国，.・・・ham町
Fig. 5.46 Creep rupture test results for synthetic fine graine grained specimens. (peak temperature 10000c). 31)
-62-
JAERI-M 7948
e. m%tmm%
6.1 * * « #
ANM^A^NTtt, QT**K|8LTO^f tWt t»5 i s»0" f -^«^ t t< , #K*«RStK
Fig- 6.1 , 6. 2liAN#ffl 8 0 °F (gfi) *>b 11 00 °F ( 59 3 t ) tTfOfiKKfcttSg
» * # © • ? ' - ^ - e * * . 1 5
a»(i#^(6jffli>r*»J»S5Sl9T-*JC«^n, *©*&*# Fig- a 1 Tr**, 36K Fig.6.2 J;i?9:'S;«-ra^t:K;*git]ig»*#©B8«**»fcfcffl*i Fig. a 2 - p * s .
S a = 1/2 Et*R {SL, S a : JSASrfj
E t : a**ffl(Sfc*5tf«»tt#
cnb©7'-!S'«-ffi i iff l*iS»ttf-#4Lrffl t>J:^4-r '5«^Ktt . ©&©< 9iSL*BE. #(ct>rA.aS(0«!i*lcr3O-C#lt-rsc4***STf*5 o
t>-TA-aS^< !9«L«KKSatLfcK***Ctt- 3fcfeffl4fC 38) © « # # * « „ Fig. 6.3, 6.4, 6.5, 6. 6 « AN**»CoPT©i|i*1?*«. CCT?ttiSS«l»KI)|0ii^K«< *J EL2£KaM-2Hz Kti5J: '- 'C, t/cO-rA-^»KK©t|^<C(ia-f^i*SE*s 4x 10 - S
sec - 1 KttS J; ? (cg^^ft^gfcTKei^fc-c tt ,Tl,->50
a«*fK«ft#ffl6K* Table 6. 1 KgvTJ: 5tt'*<f 7'**fcJ:C*Ktt£ffl<<>TO.50
cnb4a©*tt©jt^iiflB?.4ifeBBaiteK(i-tn^nt)i'A^c^o-c^50 cnsoft^K-jt 1
Fig. 6.712 ANftt 1000°F ( 538°C) -Pffi*f&ia«lg <9 ©^ftTaH Lfc«^©feffi-P* *r
gffl©St#-e««* 6 ft * » & » # « < 10«#fi©< f 3 « L t t t ? t > S » « * * 4 i ; T ^ « c 4 # £ g s f t 5 „
*a«tt-«»IBfSf-Stt«'H-KJfc-t*Si 1/500 4 ^ 9 ^ * . l ; 5 L < S t , ^ ^ 4 t t o r P S o t ® ) l B i L r a Fig. 6. 8 K ^ f •£•?(£. ipftaiSfr4eH^ff-aa»>f 4T(2 Cyclic tt Stress -Strain ©B8«#H o T 0 4 £ 4 # * t f 4 t i 4 . f tt*>t, fi)>l$it£af*frtt¥*ai*K-lcifc'*
H-KJt '<'hS.^fc*»llr*#*s*S<«:S4*nT05o LfrLCyclic tt Stress - S train B8
/£*>•, ai*fi-IM*©»* K-pPTii NTttffl*^K fc AN** 4&Hltt«|rO#*£ t 4 # Fig.
- 6 3 -
JAERI-Y 7948
6.疲労と熱疲労
6.1 高温疲労
AN材および NT材， QT材に関しての系統的な高温疲労の・データは少なく，特区構造設計11:
利用できるデータは極めてわずかである。
Fi g. 6. 1 ， 6. 2はAN材の 800F (室温)から1l000F(593"C)までの温度における疲
労寿命のデータである1)
試験は軸方向のひずみ制御調振りでおとなわれ，その結果が Fig.6. 1である。更に Fig.6.2
より次式を用いて応力振巾と疲労寿命の関係を求めたものが Fig.6.2である。
Sa = 1/2 Et~R
但し Sa 応力振巾
ER 全ひずみ範囲
Et 試験温度における弾性皐
である。
乙れらのデータを高温の構造設計データとして用いようとする場合には.負荷の〈り返し速度.
特にひずみ速度の効果について考慮するととが重要である。
ひずみ速度や〈り返し速度に留意した試験をおとなったものとして 38)の報告がある。 Fig.
6.3， 6.目 4，6.5，6.6は AN材についての結果である。 ζ 乙では荷重制御試験の場合には〈り
返し速度が 1-2 Hz になるよ 3、に，またひずみ制御試験の場合にはひずみ速度が 4x 10-'
sec-1になるように試験条件を定めて試験をおとなっている。
試験材には化学組成を Table6.111:示すようなパイプ材および板材を用いている。
乙れら 4種の素材の化学組成と結晶粒度はそれぞれわずかに異っている。乙れらの初料につい
て室温から 593"cにわたる温度で試験をおとない設計疲労曲線を求めている。
Fig. 6.7はAN材を 10000F(5380C)で荷量制御両振りの条件で試験した場合の結果であ
る~)。
室温の疲労で通常みられる耐久阪がなく 10・付近の〈り返し数でも疲労破損を生じている乙
とが注目される。
また応力銀巾レベルが同じであっても試験片形状によって破断寿命に大きな差がみられる。平
滑試験片は砂時計型試験片に比べ約1/500といういちじるしく短い寿命となっている。 ζ の原
因としては Fig.6.81と示すように.平滑試験片と砂時計型試験片とでは CyclicなStress-
Strainの関係が異っている乙とがあげられる。すなわち，砂時計型試験片は平滑試験片に比べ
て同一ひずみ量での強度が高いので.荷重制御試験では砂時計型車まま験片のひずみ費量巾が平滑試験
片に比べ小きいため般断寿命が大きくなるとされている。しかし Cyc1icなStress-S train関
係が試験片形状によって異なる理由については明らかでない。
なお.試験片形状の効果については NT初の場合にも AN材と同捜な傾向がある乙とが Fig.
-63-
JAERI-M 7948
6. 9 K S S f t t O S , Fig. 6. 7ICiJOT»«FU-l!SS«K-T?**t*4ffll6Kffilli4**tt'Si't^Carbon *#ir?fr
IcmteZttfimtbZtlZ* Efr't>i5«fc<9«&Ufcfc©tt 0. 13CT£,£©iC*tL, ft*Bfi< *> &JgKL/;feffl-e« 0. 15 ~ 0. 17 %Si>ha
LfrLCfflSK© C a r b o n * © ^ T ' ( i S » t t S ^ B J 5 f « ^ ( i S t > n r c « ( , v iOJEiSffllc Carbon •£gft;s-£*:i§£-©8r$'#fft©ifeft# Fig. 6. 10 T - * * 0 c c f l
^ f t f c a g S J t l i NT**T C a r b o n * * 0. 09*>£ 0. 135 & (C*jfc ->Tgfl: £ - £ T O S 0 BtiS figli 1000°F (538°C)'Ta6S < > Carbon*0ifttaKL;fc;4s oT8#s9ifra*ifXLT^.5c: i***3*»« 0 C© Carbon * © & £ « , Cyclic tt Stress -Stra in B8&# Carbonic <£ ,T«» t>5 t i ^ i t t J l B T * 5 i %x. £ ftSo
Fig. 6 .7, 6.9, 6. 10*lc^l;S!|ffljOt|^©ite*-P*i3, al*ft .®J»Oli^lC(iSt«H-^« •?>Carbon*«<!f*i irff lJ :^t t«»*&«-r*Wi^M-C*S 0
< <3]SLiSS<0S!i*tcol>T<i 3 7)© «&#<&*„ Fig. 6. 11 «C AN ft* 800°F ( 4 27 t ) t K § L f c i I ^ * t 0 C C - f ( i 20Hz £ 2 H z <D< fJJILJiffiTttftfcfcCfcoT, Cfflffl #K^* i | g to t . n< ' j : ^ c< fc*s l8^snT i^o L*>L, a«IKH*JNf T 1 0 ' - l O ' i H i M
£-as*#oe-!M ?*%%<Dffiig,, ttzt>*, Nf -eio->io'#at?a«i**5Ctt^tfiittofc
tfcmi&VI&J-iPV&i)] • ®±W;>£!¥->T§itZ&ffi<D< lO&l&mte 1 0 - ' ~ 10" 5 Hz © « l f * i i # i i f t 5 t f t ' < OiiLiiKffl^SicBiLrii^Ofii lSt-efflSlW^f-^©
6.2 X X S $ O i | $ f ' »
&&mm»$s$:sf'mt2>jj&:tLr£< ©a*#tt;*ft-t#fc#, 2j*cr - 1 M O I K I L T - 0 5 i . L T 29) fc |8&3ttfc Halford Manson & K J; S^fflft* Fig. 6. 12 K^-f„ C ft&liANfeiCoiPT 1000°F (538°C) i 1 05 0 °F ( 566 °C ) ©!£&&*£ ^iffilfii J t « LfcfeCT, Nf © H » f i £ : f » J ( i ( i 2 © H W e < t ^ - a * ^ L T O S o fiL. t c T - S « K f l ! OS.tiT^5t>-r^J5r1i©«fflH 5 x 10" 3 fr$, 2 x 10" 2 ©rSffl«fflT-*<3 , * i i K f | - t ? S *
3ftst>-r*grfj©«ffl io - a*»e. i o _ i icit^-6t^<— S3*#^-LTi,>.5K-f £ & ^ 0
r 29) i-fg&SftTt,^,,
ZtUC&Zt Fig. 6. 13 (C^-Ti-ptC 1000°F (538°C) , 1050°F (566t)ffll^ft ©IKiefctf .StSgi©i§£-t£fc, £l>-f**5ffl*s 5 x 1 0 _ 3 © £ i l t£ t tC>-f *«ffl 4 s p £ » * 2o^ia-eio*~iotia©je»*±*iSgLfc*'&o
- 6 4 -
JAERI-Y 7948
6.9に示されている。
Fig. 6.7において砂時計型試験片で素材からの採取位置が異なると含有Carbon量がわずか
に異なるととが認められる。中心部より篠取したものは 0.13Cであるのに対し，外表面近〈か
ら探取したものでは 0.15-0.17%である。
しかし乙の程度の Carbon量の差では疲労性質K明確な差は現われてとなPo
より広範囲'CCarbon畳を変化させた場合の疲労寿命の結果が Fig.6.10である。乙乙で用
いられた試験片は NT材で Carbon量を 0.09から 0.135%にわたって変化させている。試験
温度は 10000F(5380C)である。 Carbon量の増加にしたがって疲労寿命が増大していると
とがわかる。乙の Carbon畳の効果は. CyclicなStress-Strain関係が Carbonによってか
わるととが主な原因であると考えられる。
Fig.6.7， 6.9， 6.10共に荷重制御の場合の結果であり.ひずみ制御の場合には試験片形状
や CarbonIなどがどのような影響を及ぼすかは不明である。
くり返し速度の効果については 37)の報告がある。 Fig.6. 11 K AN材を 8000F(427"C)
で試験した結果を示す。 ζ 乙では 20Hzと2Hzのくり返し速度で試験をおζ なって， ζ の両
者に差が認められない乙とが報告されている。しかし.試験範囲が Nfで 10・- 10・と高サイ
クル疲労の範囲であり，乙の範凶では弾性ひずみがほとんどで塑性ひずみの占める割合が小さい
ため，乙の結果から直ちに〈り返し速度の~.がないとするととは問題が残る。塑性ひずみの割
合が大きい低サイクル疲労の領域，すなわち Nfで 10-10・付近で試験をお乙なえば異なった
結果が得られるととも予想される。
また実際の原子炉の起動・停止等に伴って生じる負荷のくり返し速度は 10-.- 10-' Hzの
範囲であると考えられるためてくり返し速度の効果花関してはより低速緩での定畳的なデータの
蓄積をはかる必要がある。
6.2 高温疲労の寿命予測
高温疲労寿命を予測する方法として多〈の試みがなされてきたが.2 ~ C r -1 Mo鋼に隠し
て一例として 29)に報告された HaJfordManson法による予測法を Fig.6.12に示す。乙
れらは ANねについて 1000oF (5380C)と 10500F(5660C)の試験結果を予測値と比絞
したもので， Nfの実験値と予測値は 2倍以内でよい一致を示している。但し.乙とで試験に用
いられているひずみ振巾の範囲は 5X 10-3から 2x 10-2の聞の範囲であり.構造設計で要求
されるひずみ振巾の範囲 10-3から 10引に比べるとど〈一部をカパーしているにすぎなレ。
今後乙のような予測法について，より広いひずみ振巾の範囲にわたっての検証が要求すれる。
破断寿命と金ひずみ範囲 LIet ，塑性ひずみ範囲Llep，弾性ひずみ範囲 LIeeとの関係花つい
て 29)に報告されている。
それによると Fig.6. 13 'C示すように 1OOOoF (5380C). 1050・F(566"C)のいずれ
の温度における試験の場合にも，全ひずみ範囲が 5x 10-3のときに塑性ひずみ範囲 LI/ipと弾
事 20年間で10'-10‘回の起動停止を仮定した場合。
-64-
JAEBI-M 7 9 4 8
ttafAil 4ep # H L < tS.-,-C^2>0 CtH$Z>-?fr~M& I ifi 1. 67 x 10" 4 sec"1 ©H£T= ft-,T, y > - f ^ i i S * 5 S ^ n t f C © ( t j ! ) ^ 5 C i ( i ^ ^ # ^ t » ^ l S * s , *£A»tt£|6]<!: LT<i£ o - r^ .«EHJ£ t * J 5 x i o - 3 « t f ) f e ^ # o i i ^ t c g i t t t > - f f t - 3 £ e S © i S * i ^ O . ' e n i * ) f c / h £ ^ i § £ f £ « U > 1 * ^ £ & l ! © $ * £ ft £*>©£#*. £>H£ 0
Fig. 6. l3©ISgS&#t?^t t r>f *>•# l O - 3 ~ I O-2 ®ffii$LT~ Cyclic ft Stress -S t r a in IH &&kt>-tzkcotii Fig- 6. 14 T&So
N f / 2 " ? * * ^ Cyclic S t r e s s - Strain Curve £ #tfc§|Sli£ft*>&*#>*: Stress -Strain Curve t £*ftfc L T * LT ft£„ 1 000 °F C 538°C) "C« Cyclic « ) § £ • © « ? » 5 * &§l$S©tg£'cfci9 fciDXSft*^*^^, 1050°F ( 5 66 °C)?-it CychcU m&(DlZ?frt>-r
37} Table 6.1 Chemical analysis of the 2 l/4Cr-lMo s t e e l '
Heat Number
Chemical Composition, wt % ASTM Product Form
Heat Number C Mn Si Cr Mo Ni S P Grain
Siie Plate 20017 0.135 0.57 0.37 2.2 0.92 0.16 0.016 0.012 4-5 Pipe No. 1 0.145 0.53 0.40 2.18 0.04 0.30 0.019 0.014 7-% Pipe No. 2 0.11 0.47 0.35 2.89 0.96 0.26 0.009 0.013 4-5 Pipe No. 3
(27479) 0.11 0.35 0.23 2.42 0.92 0.04 0.025 0.008 7-8
- 6 5
JAERI-M 7948
性ひずみ範囲 4εpが等しくなっている。乙れはひずみ速度 2が1.67 x 10-‘sec-' の場合で
あって.ひずみ速度が異なれば乙の値が変るととは当然考えられるが，大まかな傾向としては全
ひずみ範囲 LIe tが 5x 10-3 よりも大きい場合に塑性ひずみ支配型の疲労となり.それよりも
小さい場合に弾性ひずみ支配型の疲労となるものと考えらaる。
Fig. 6. 13の試験条件で塑性ひずみが 10-3- 10-2 の領域で Cyc1icなStress-Strain関
係を求めたものが Fig.6.14である。
Nf/2で求めた Cyclic St ress - Strain Curveと単純引張試験から求めた Stress-
St rain Curveとを対比して示しである。 1000oF (538 OC)では Cyclicな場合のほうが単
純引張の場合よりも加工硬化が大きいが目 10500F(5660C)では Cyclicな場合のほうがわず
かに加工硬化が小さい。
Tab1e 6.1 Chemica1 ana1ysis of the 2 1/4Cr-1Mo steel 37)
He..t Chc凶CaIColllpo.ition， wt %
AGSsETUi回M m F同 dudForm Number C Mn Si Cr 品t。 Ni s F
Fmmm1ppp.M e e e 2NNω。0•• 12 7 1 0.13:; 0.57 0.37 2.2 0.92 0.16 0.016 0.012 4-5 0.145 0.53 0.40 2.18 0.114 0.30 0.019 0.014 T・40.11 0.47 0.35 2.89 0.96 0.26 O.似即 0.013 ←1-晶a No.3 0.11 0.35 0.23 2.42 0.92 O.Ot 0.025 O.似泡
(27479)
-65-
JAERI-M 7948
Cyclei to Failure
Fig. 6.1 Strain-controlled fatigue results for 2 l/4Cr-lMo at various temperatures. 1)
10'
.10 ltf 10' 10' 10' 10" Cycles to Failure
Fig. 6.2 Fatigue strength of 2 l/4Cr-lMo steel at various temperatures. *'
-66 -
10
... ‘
言語
3M E噌
O.~1 10
、司¥、..... 、、、司関!Ii;b...
内 同~ミミ民民
『、財
81E0010000077F，J，r Fr J -ノイ
10'
JAERI-M 7948
韓基b """ ¥〈ミ、hー・hh ・4同盟 ~ ‘h
、、二句旬、、、ζ ‘--h •• ロ』-同町
103 瓦Ql 10' 1f.! Cycleo 10 FaUure
Fig. 6.1 Strain-controlled fatigue results for 2 1/4Cr-lMo at various temperatures. 1)
10
E
Sm‘
d g a ~10 E
警暴自¥きむfとお7
自∞均之さき民、、 1
蜘1100OV6F〆Jζ一 i司~..L: I 1 11 1 1. 1 111 、、、 hh
、母、~ー!Z -<
~ーにト三r I +-| 10
10 10' 10' 10' 10‘ 10‘ Cyc1ea 10 Fat1ure
Fig. 6.2 Fatigue strength of 2 1/4Cr-lMo steel at various temperatures. 1)
-66-
JAERI-M 7948
~. HEAT NO ZOO*noi3SCl.n«II • 5TUMC0KIKX.LCD.*J0nOUM..t>4XI0~VMI ' UMO CONTROLLED. ISOTICMttL.i'IHl
W' 1 S K)1 Z 1 0 s ! 5 1 0 * 1 9 10** 3 • * I ftw't J U> I S TO MUWEON M.KMCROF AUMMU OtSGHCTCUS
Fig. 6.3 Construction of proposed ASME code allowable fatigue curves based on strain controlled data at room temperature and 315°C (600°F) . 2 l/4Cr-lMo steel in the isothermally annealed condition. 38)
Fig. 6.4 Construction of proposed ASME code allowable fatigue curve based on strain controlled data at 428°C (800°F). 2 l/4Cr-lMo steel in the annealed and isothermal annealed condition. 38)
-
s
• STH»*i<X»'»CtHD OO-XMIfc..
• !.T.tu.cc»nn.LtiiaiMM.(e.«-r.tDCT«*»tl
,-.L.I:,I1LJJJ!:
• vu>co>ina.i.[ . mum CTxtmniC
>«iiiai(*ciOMKi. - Ltw camcuin.
-
s
• STH»*i<X»'»CtHD OO-XMIfc..
• !.T.tu.cc»nn.LtiiaiMM.(e.«-r.tDCT«*»tl
,-.L.I:,I1LJJJ!:
*—i i i
-
s
• STH»*i<X»'»CtHD OO-XMIfc..
• !.T.tu.cc»nn.LtiiaiMM.(e.«-r.tDCT«*»tl
,-.L.I:,I1LJJJ!:
*—i i i
-
s
• STH»*i<X»'»CtHD OO-XMIfc..
• !.T.tu.cc»nn.LtiiaiMM.(e.«-r.tDCT«*»tl
,-.L.I:,I1LJJJ!:
*—i i i mSTL-JL:-..!.'..
Fig. 6.5 Construction of proposed ASME code allowable fatigue curve based on . strain controlled data at 482-538cC (900-1000°F). 2 l/4Cr-lMo steel in the annealed and isothermally annealed condition. 38)
67
JAERI-M 7948
t
「間信てごτァ1w-uEii再marammm明ドhd o』斗ど~ll]
ー が r 5 .0' 2 !I c:fI:r !I td.l! !I'" I !Iザ
~..，. t
j .
id-
...L_ 10' 2 !I ""2
Fig. 6.3 Construction of proposed ASME code allowable fatigue curves based on strain controlled data at room tem-perature and 3150C (6000F). 2 1/4Cr-lMo steel in the isothermally annealed condition. 38)
Fig. 6.4 Construction of proposed ASME code allowable fatigue curve based on strain controlled data at 4280C (8000F). 2 1/4Cr-lMo steel in the annealed and isothermal annealed condition. 38)
「
Fig. 6.5 Construction of proposed ASME code allowable fatigue curve based on strain controlled data at 482-5380C (900-10000F). 2 1/4Cr-lMo steel in the annealed and isothermally annealed condition. 38)
勾
tn口
JAERI-M 7948
• STRAIN CONTROLLED. ANNEALED « - l T I I O - V M C KCnVT) • • S T R A I N C O N T R O L L E D , A N N E A L E D < - « . o • » - * « * ( * t O * 0 CONTROLLED • STRAIN CONTROLLED. ANNEALED, N A M DATA.
i - T . ^ V m - H . O - V B t EICCRT AS NOTCD MEAT NO M A T * I0.I2C), RIR£
> STRAIN CONTROLLED. ISOTHERMAL. < - 4 . 0 l t 0 ~ f t e • LOAD CONTROLLED. ISOTHERMAL, / - l - J H, • STRAIN CONTROLLED. ANNEALED. J - « B l l O * * W • LOAD CON TROLL CO. ANNEAL t O , / - I - 1 H j
HEAT NO 2 • STRAIN CONTROLLED. ANNEALED. « - « • « > " V t * t
SEELET AND lEISLOTT ( O t t O •STRAW CONTROLLED, A N N C A L E O , 4 * M > i « r f t « C
FAILURE • - 1 0 * DECREASE N MAIHMUM L O U EDMUNDS AND WHITE
•REVERSE K N O . ANNEAL Eft S « | . « T * I 0 * I N)
«• i i n* I , . C r t l t l TO ' A R U M , OR * „ NUMMft OF ALLOWAH.C OtSXM CVCLCS
I tO« * » « *
Fig. 6.6 Construction of proposed ASME code allowable fatigue curve based on strain controlled data at. 593°C (1100°F). 2 l/4Cr-lMo steel in the annealed and isothermal annealed condition. 3 8 )
50
40
muni I iiuur) i iiimf I iiiiin] iniiini iiimii i mm • BNL; MID-WALL SAMPLE « BNL; OD SAMPLE » BNL; ID SAMPLE O BMI ; PIPE,STRAIGHT-SIDED
SAMPLES, 0.14514C -» ORNL; PLATE, 0.120 %C
30 X t *
i iiimf I iiiiin] iniiini iiimii i mm • BNL; MID-WALL SAMPLE « BNL; OD SAMPLE » BNL; ID SAMPLE O BMI ; PIPE,STRAIGHT-SIDED
SAMPLES, 0.14514C -» ORNL; PLATE, 0.120 %C
20 - t c—-v» -
10 -t i i i mil I I mud i M M I I J i I i i m i l I I I I I I I I I I l i n n
10* 10° 10' 10s 10° 10' 10' 10* CYCLES TO FAILURE, N,
Fig. 6.7 High-cycle fat igue of annealed 2 l/4Cr-lMo s t e e l a t 1000°F as a function of s t r e s s . 37)
6 8 -
Fig. 6.6
-.. N50 、b 4
640
~30
i20 包
E10 4
OL...J
10‘
Fig. 6.7
JAERI-M 7948
Construction of proposed ASME code allowable fatigue curve based on strain controlled data at. 5930C (llOOOF). 2 1/4Cr-lMo sceel in the annealed and isotherrnal annealed condition. 38)
103
• BNL; MIO-WALL SAMPLE ・BNL;00 SAMPLE • BNL; 10 Sl.MPLE D BMI ; PIPE. STRAIGH下~SIDEO
SAMPLES. 0.145 "t.C t ORNL;PLATE.O.l20誌C
S .，.，6 10~ 10v 10~ 10 10' 10'
CYCLES TO FAILURE. N， High-cycle fatigue of annealed 2 1/4Cr-IMo steel at lOOooF as a function of stress. 37)
-68-
JAEBI-M 7 9 4 8
120
100
eo
6 0 -
/ YOUNG'S MODULUS f LINE
c 40
20
• BMI; PIPE, PARALLEL-SIDED SAMPLE
4 ORNL; PLATE, HOURGLASS SAMPLE
0.5 1.0 1.5 20 25 TOTAL STRAIN RANGE, Ac, (%>
3.0
Fig. 6.8 Cyclic stress-strain curves for annealed 2 l/4Cr-lMo steel at 1000°F. 37)
= 50 CM
< 40 co" CO llj cc 3 0 -co O z 20 5 z fe 10
i I I I I I I I I — i 11mill i l i i i m i — 1 1 1 1 m i ) — i 1111114 1 1111111 1 111:111
• BNL, 0.120 % C BAR, HOURGLASS SPECIMEN » BNL, 0.135 % C PLATE, HOURGLASS
SPECIMEN o BMI, 0.145 % C PIPE, PARALLEL-SIDED -
SPECIMEN 0 ' tn in j 1 1 until 1 nnn i l ml I mint!—I I l|l||||—| HUH
I0' 10° 10* 10= 10° 10' 10° I09
CYCLES TO FAILURE, N,
Fig. 6.9 Comparison of high and low cycle fatigue data for normalized and tempered 2 l/4Cr-lMo steel at 1000°F as a function of stress. 37)
-69
JAERI-M 7948
.20 ，，;~
.00
e・」・z
b 80 司
ロ8MI;PIPE， PARALLEL-SIDED SAMPLE
t;. ORNL; PLATE， HOURGLASS SAMPLE
nl -0 0.5 1.0 1.5 ，β2.5 3.0
Fig. 6.8 Cyclic stress-strain curves for
annealed 2 1/4Cr-!Mo steel at lOOOOF. 37)
一JV
G
O
O
G
o
l
a句
'a
内
ζ
a
・
刷、b4.目的
ωEト師
oz-』・4zzu↑J4
、可~・十うよー
• BNL， 0.120 % C BAR， HOURGLASS SPECIMEN • BNL， 0.135 % C PLATE， HOURGLASS
SPECIMEN 。BM'，0.145覧 CPIPE， PARALLEL-SIOED
SPECIMEN
10e .(/
Fig. 6.9 Comparison of high and low cycle
fatigue data for normalized and
tempered 2 1/4Cr-!Mo steel at
lOOOOF as a function of stress. 37)
-69-
JAEEI-M 7948
; ou
40
« 3 0 -ui
!?ZOh
| 10 a. in
lllimq i i mm lining i IMIII) lining lining iinmi
I0 3
o 0.009 % C; ROD • 0.030 % Cj ROD » 0 .120% C; ROD » 0.135 % C; PLATE
<*—i •'"»»' i ii.imt i muni i * in'i'i i j mud i i nun 10' I0 7 10"
CYCLES TO FAILURE, N, 10"
Fig . 6.10 Effect of carbon content on the high-cycle fat igue behavior of normalized and tempered 2 l /4Cr-lMo s t e e l a t 1000°F. 37)
-120
glOO z < * 80 10 m u £ 6 0 in
40
~i 1—i—TT 1 1 — n - | 1 1 — i — r
BMI • 2Hz BMI .20Hz
-1 i • I - I • • I
I0» I0« IO r
CYCLES TO FAILURE, N, I0»
Fig. 6.11 Effect of cycling rate on the high-cycle fatigue of annealed 2 l/4Cr-lMo steel at 800°F. 37)
70-
号却4・z
--a
o
o
o
o
N
Uゅ
a司
'S
内，』
a'
刷、.4.倒的凶
Eド岡田
Z-↑4ZEMLFJ4
JAERI-M 7948
104 105 106 107 10' 10' CYCLES TO FAILURE， N，
Fig. 6.10 Eff邑ctof carbon cont色nton the high-cyc1e fatigue behavior of norma1ized and tempered 2 1/4Cr-LMo stee1 at 1000oF. 37)
間
間
前
回
---a-.M024g曲師
MELF帥
8MI・2HzBMI .20Hz 、、九←
ぺ05
量
10. 107
CYCLES TO FAILURE. N， 10'
Fig. 6.11 Effect of cyc1ing rate on the high-cyc1e fatigue of annea1ed 2 1/4Cr-LMo stee1 at 800oF. 37)
-70ー
JAEEI-M 7 9 4 8
• ° "> I00OF * "»
• t = 1.67 X 10"* Mc"1
' \ ^ \ ^ v . > Predicted Curve by Melnod
\ \ . , X / Of Hdllord ond Monsori
\ ^X / X . V.- \ / \ . \ .
- "^ -X^ ^^ - * ~ " ~ - < V ^ - ^ ^ ^ " ^ ..
- "~~~^ ^~^
-. , , 1 . , . , 1 , ' , , i . . , , i , , , ,
10° I0 1 10* Cyclei
(a) z-jCr-iMo Pipe oi 1000 F
I0 3 IOP
• O Ni
e!|.67XI0'*sec''
Predicted Curve by Metnod ot Halford ond Manson
ir! 8 ! . i i I I i i , i I i i i i I i , I i I I i | _ L Kfi 10 s
Cycles
lb) a- j C r - I M o Pipe ot 1050 F
10s
Fig. 6.12 Total strain range versus fatigue life compared with predicted curves by method of Halford and Manson11*)
29)
-71 -
JAERI-M 7948
IcP， o NI
16' ¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
'000 F A N.
・4 ・86=1.67 X I Cf~ stc
zddFZ
.¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
PredicteCl Curv， by MeIN刻。fHallord ond Manson
で ¥‘¥、
¥、¥、、
¥、、、、、
¥、、、、、、、
¥¥
¥¥、
E
RUV
EF品百百LF
1Ci' 100 10' 102 103 '0‘ IrJl
C，cle・101 2-~C川胸問問。"∞OF
1r:fJ
16' ¥
¥
¥
¥
¥
. 0 NI '050 F
A N5 ・4・.，
.'1.67X'O 目 E
ω q
.~ p;e~ic.~ed Cur刊句 MethQd
。IHa1l0td or咽 MansDn¥、¥、
¥¥
¥¥
¥¥
¥¥
ICl 1r:fJ 10' 10! 103 104 105
Cycl ..
Ib) 2・*Cr.IMoPI問。11050F
Fig. 6.12 Tota1 Ht=ain range versus fatigue 1ife compared with predicted curves by method of Ha1ford and Manson1匂}
29)
-吻，.
JAERI-M 1 9 4 8
t,;.1.luuii",lt.p.uuti0"
^ - ^ Kf*-
>0' t -_ l I I I I . I L L l L icr i o " M F
I. , , M I . i i , i L i i ,*l "To1 l o T
Cyclli ID Foilu»«, Ng
lo) ?i Cr-I Mo Pipi 011000 P
I 0 » i >
^ - A t , • Z«| l«N s l *^ j r - t .NjI
- - ^ - ^ 1 0 s -
I g l I I I I I I 1_
t>—-So
• ' • • • • ' •
10° 10* I 0 1 10* Cycltt to Foiiurt, N 5
ID) 2jCt-IMoP.p»otlObOF
Fig. 6.13 Fatigue life as a function of total-, plastic-, and elastic-strain range. 29)
- 7 2 -
JAERI-M 1948
，d
，()(描 F
。..， o '0陶'.企・，企 PID，'ie.dt， ロ [IO"le，d・.* II.G-~ ~ Iσ・，.c.，
'6'
J・2吋1(. .0.刊ー ......... L' 3.5Su/t 可、¥(・川町1・ペーfIC4N，iO.1U---d-__ __ _、久
.0.，. _.:::-0-ー-llo百二三宅
，。，0" 10- 10
C阿肺 '0向1111"，Na 10. ii c，・IMo PIC!' 01 1000 F
o TOIOI， a，i A .，回'c.c." ロ['国hC. A・.-・1.61X 10" IIC"
岨50F
畠.0..1-.......一、h
11 J-r2tTj/E ;3.S5"IE ~ rA門町川存'4."・M刊と:L15f nトτコ:c:....:.-..-:"--1:]、
.。同一戸 古一可ロー・ローニ祖
'Cf" '0'・4 -lCl ，0" '0' t，宮崎・・Q Foilufl. N，
IT) 2，Cr.' Mo P・p・0110珂 F
Fig. 6.13 Fatigue 1ife as a function of tota1-， p1astic-. and e1astic-strain range. 29)
。，u"'・
JABRI-M 7948
4 0 -
2 0 -
O 1000 P, Ae p /2 at Nf/2i A 1050 F, Ae p /Z ot N,/2 J C y
J I I ' I I I io-j
Plattic Strain IO-"
Fig. 6.14 Comparison of monotonic and cyclic stress-plastic strain curves for the 2 l/4Cr-lMo pipe. 29)
- 7 3 -
J AERI-M 7948
自O01∞o F. Aep/201 Nf/21…0:良
企 1050F; Aep/2 01 Nf/2 J可.......・ゅ∞F1トmo町 lonic.I050FJ
60
!斗一 ¥ご;:3
n
nuw ，
f
ad-Fh
i
f --
E
t
E
・・3•
内
U
G-
-
Fig. 6.14 Comparison of monotonic and cyc1ic stress-p1astic strain curves for the 2 1/4Cr-IMo pipe. 29)
何%u
司
d
JAEfll-M 7 948
7. ?>)-7tm%t<7)mm¥m
9 >i -7"ig»fflffiB:ffffl £E^jgso§a!H-ic*fco'r*iiA£Ktf©—o-e*s„ Code Cace 1 5 92 Tte ?'J -rg^fflSffffllcBI LSj&S«JliJ ic fecff < SHimftZ^Z-
X^60
fc©T&.30
Dc + D F = 1 #ffi£3ft, j£<ffl^t>ftT^-5#a:fceft£l£lEL;fcft;©
D c + DF =D DS£ 1 fe-*>:ttlCJl^£ftTt-^0
" ? , D : a*©ffi, T £ S „ D c . DF &>£!>'Dffld£#*b3/;&!ta*fflt£i8£#gH;*frTi^#, *©-3*>©±ttfc
ffli LT&fflJ^te^&asifcS., i) ? |J -T"-*M ^ i S l ^ - i M ^ ^ ^ ^ i ; i e f f l ^ ^ ^ ^ 5 ^ ) * 0
ii) g?»Kia©&-iM ^^«(c«jfB#|^«-^x.«^fto
? iJ-T'-tM ?^£g!:£iM M ^ ^ a ^ ^ f c - t f S M K l L T 28) 0ffi#j5s*5o
CCTIi Fig. 7. 1 IC^f-J; jt£$iffimZ:&m<<->XM.®&iiCtel,\ Fig. 7. 2 K^-f £ * # *f b f t T P £ 0
Dc i LTii 2 t i / t r £ f l H \ ^ f c D F i LT Ni/Nf£ffl^5„ ffl L t r
ti Nf Nj
T * 5 0
Si5T(Sa«SIU©^)Bi LT
1 9 'J - ?"+ 4 ? S © ^ |J - :
9 >) - 7 " ^ # ^ f c ' J i ^ f f l g ! » * ^
F cp +
FPP N, cp N, PP Npp N, pre
fflL, F c p
F p p
N, cp N PP
9 ' J -TUt ta - f *•©•?•& cpl£#©iij£-9 'J - rU t to - f*©-?* , PP 6E#©fU£
J £pplt*fjS^5^^©< OilLS H3J1M ?^©< 9 i I L «
74 -
JAERI-M 1948
7.クリープと疲労との相互作用
クリープと疲労の相互作用 圧力容器の設計にあたって重要な問屈の一つである。
Code Cace 1592ではク 1)_プ疲労相互作用花関し線形損傷則にもとず〈設計指針を与え
ている。
すなわち，クリープ損傷 Dcと疲労損傷 DFがある一定の値に達した時κ破横がお乙るとする
ものである。
線形損傷則のもっとも簡単な形として
Dc + DF=l
が提案され，広〈用いられているが更に乙れを修正した形の
Dc + DF =D D三五 1
も一般的IC用いられている。
乙とで .D 損傷の和.である。
Dc • Drおよび Dの値を求めるために種々の試験法が提案されているが.そのうちの主なも
のとして次のような方法がある。
i) クリープサイクノレと疲労サイクルを交互に組み合わせる方法。
ii)疲労試験の各サイクル毎に保持時聞を与える方法。
などである。
クリープサイクルと疲労サイクルを組み合わせる方法に関して 28)の報告がある。
と乙では Fig.7. 11C示すような負荷波形を用いて試験をおとない.Fig. 7.2 IC示す結果が
得られている o
Dcとしては Itj/trを用い，また DFとして Ni/Nfを用いる。
但し tr 疲労を含まない場合のタリープ破断寿命
t j クリープサイクル毎のクリープ時間
Nf クIJ・ープを含まない場合の疲労寿命
Ni クリープを含んだ場合の疲労寿命
である。
最近では損傷則の変形として，
Fcp ， Fpp.， n 一宇一宇一=---Ncp . Npp . Npp Npre
但し.Fcp クリープ塑性ひずみのうち cp成分の割合
Fpp クIJ一プ理性ひずみのうち pp成分の割合
Ncp ，;1 ECpに対応する寿命のくり返し数
N pp :. ，;1 EpplC対応する寿命のくり返し数
n 寝労サイクルのくり返し数
-74 -
JAERI-M 7948
N p r e : ^iffil*i&©< V&Lm
2'ACT - 1 Mo M<DOi-&t£mmLtz b<DIC 32) © « § # & 3 0
c c t l j Fig. 7.3 ICTFtXilt—&%T£(D? ') -7"§ttgj9*-tM 9 «-£jSA L t l K * * c
ANt t£ 100 0°F (5 3 8 t : ) T ' K f $ L f c i i £ £ « I C £ o T * i f r « i J £ f f ? ^ £ © # « £ ; $ ^ ££#:©<£ -p (C^ -S0
tt?'#ftJfflnc±£IIttt>1**grf]£&#*i&©gg&£##>S£ Fig. 7 . 4 ( a l * i ^ i , £ ^ w fiftMUCJ;* Cyclic-Creep KBfff^i ? •> - T l g t t O - f * © l i i « £ * y > £ i Fig. 7. 4(b)#
'frtC Table 7. 1 fC*t£#T-3s! '#£ ? 'J -7"£ffi*&*D-y-fciag&£*;C. « 0 „ - i i LT Table 7. 1 © 2 A 5 AA © i § £ i C o O T © 8 W £ S - f i , c ©if ^ l c « S ! * * - f ^ ^ 22 H i ^ ' ) -7" iM ^ ^ 7 111 ©ft 2 9[B]-C :»BTbT^5 0
? ' J - ^ M i D ' - f ^ © - ? * . ppg£#©fj& F P P (i Fig. 7.3 A> 4 ft© J; -?(<: L T * ) 6 b f t 5 . Fpp =4 £ p p / 4 £iN
= <4 £ p p / ^ *pp + ^ £ cp £ C t , J f p p £ 4 £
c p ©IIS- 2A 5 AAWtg&IC-DOT Table 7. 1 * > t > * A 5 i , J £ p p = 0. 0 95 , 4 e c p = 1. 920 i t t S o
Fpp = 0. 095/0 . 095 + 1. 920 = 0. 074 f iz9 ') - r i t t O f ^ f f l ? * . cp fi5c#©lij-g- F c p fi F ig . 7. 3 =t 0 &© «fc ? IC LT*i6 £
tl6„
Fcp = 4 £ cp/<* £ IN = & £cp/A £ pp + 4 £ cp = 1.920/0. 095 + 1.920 = 0. 926
Fig- 7. 4fri A £ c p fciff 4 « p p icftlfc-f •SffiKWifr N c p *>' •££>" N p p £ * a 6 S £ , -eft € * f t N c p = 277 , N p p = 7 4 7 £ t t £ 0
S * 3 3 ^ © J £ P P £ Table 7. i « t » 3 * r t 5 i . Jfpp = 1. 20 96 = 0. 012 T-&<0 , CtllOtimti Npp £ * ^ 3 £ N p p = P4 5£&-5 0
Ltz&-?T ,
0.92 6 0.074 2 2 1 277 747 845 . N pre
N p r e = 3 4 # ? § b t t S o £©i§£©H^ICJ:SlMf«i%fi N = 29-e&5„ t©J;9itLTg*©&ttrf |Kli£f-ffl]ffi££>ltfJi ;Lfci |&S£ Fig. 7. 5 ( c * t „
- 7 5 -
JAERI-M 7948
Npre 予測寿命のくり返し数
であらわされる，ひずみ分割法とよばれる方法が多く用いられるようになって来た。乙の方法を
2JiCr -1 Mo鋼の場合u:適用したものに 32)の報告がある。
乙乙では Fig.7.3'ζ示すように一定時間のクリーフ"毎に疲タサイクルを掃入して実験をおこ
なっている。
AN材を 10000F(5380C)で試験した場合を例にとって寿命予測を行う場合の手!闘を述べ
ると次のようになる。
ひずみ制御による塑性ひずみ振巾と疲労寿命の関係を求めると Fig.7.4 (a)が得られ，また荷
重制御による Cyclic-Creep破断寿命とクリープ塑性ひずみの関係を求めると Fig.7.4 (b)が
得られる。
次』ζTable7.1に示す条件で疲労とクリープを組み合わせた試験をおとなう。一例として
Table 7. 1の 2A5AAの場合についての解析を示すと，乙の場合には疲労サイクル 22回とク
リープサイクル 7回の計 29回で破断している。
クリープ塑性ひずみのうち pp成分の割合 Fppは Fig.7.3から次のようにして求められる。
Fpp =.d Epp/.dεIN
=.d εpp/ .dεpp +.d ECp
とζで， .deppと dεcpの値を 2A5AAの場合について Table7田 lから求めると，
.d epp = O. 095， .d e cp = 1. 920となる。
となる。したがって，
Fpp = 0.095/0.095 + 1. 920 = 0.074
またクリープ塑性ひずみのうち cp成分の割合 Fcpは Fig. 7.3より次のようにして求めら
れる。
Fcp = .deCp/.d εIN
=.d εcp/J εpp + J eCp
= 1. 920/0.095 + 1. 920
= O. 926
Fig. 7. 4から JeCpおよび dεpp u:対応する破断寿命 Ncpおよび Nppを求めると，それ
ぞれ Ncp= 277. Npp = 747となる。
疲労部分の dεppを Table7. 1より求めると，
J epp = 1. 20 % = 0.012であり，乙れに対応する Nppを求めると Npp= f45となる。
したがって
Npre
Npre 34
が得られる。乙の場合の実験による自主断寿命は N= 29である。
乙のようにして種々の条件で実験値と予測値とを対比した結果を Fig.7目 5，ζ示す。
F「
u円，e
JAERI-M 7 94 8
C O ^ f t t r f i g ^ - t M 9fric&zm$i<Dm n/Nppffl^^-iJffi^Wlc^iOo *ffl/;J& Table 7. 1 IC^Lfc 2B 1 A-£2 B 0 0 fflii^-OJ; 9 ICg#-!M ? jui>i'J>t£<. 9 'J -7"-<M ? ^ # £ P
- 7 6 -
JAERI-'M 7948
乙の方法では疲労サイクノレによる寿命の項 n/Nppの寄与が相対的広大きい。そのため Table
7. 1 11::示した 2B1Aや 2B 00の場合のように疲労サイクルが少なくクリープサイクルが多い
場合には，予測値のずれが大きくなる傾向をもっ。
実際の圧力容器の寿命予測に乙のような方法を適用するにあたっては，疲労サイク Jレの振巾 d
oppとクリープサイクルの振巾 4ocpのそれぞれについてより広範囲な実験で検証をおとなう
必要がある。
一76-
Table 7.1 Half-life cycle strainrange values and corresponding damage fractions for MPC tests 32)
Test Number of Observed life
cycles
Predicted life
cycles
Stralnruge components Damage fractions (summation »L 000) bar III
Observed life
cycles
Predicted life
cycles percent Interspersion Creep period bar III
Observed life
cycles
Predicted life
cycles Interspersion Creep period Interspersion Creep period III
PP PP CP PP damage PP damage CP damage
2A4B 1 59 57 1.99 0.115 2.570 0.164 0.014 0.822 2A1A 1 141 160 1.23 .113 1.451 .197 .020 .783 2A2B 2 73 122 1.94 ,490 1.070 .670 .009 .321 2A3AA 5 96 99 L23 .082 1.290 .612 .007 .381 2A6BB 11 39 30 1.96 .070 1.076 .916 .003 .081 2A5AA 22 29 34 1.20 .095 1.920 .885 .001 .114 2A4E 1 67 68 0.28 .049 2.610 .006 .007 .987 ZB1A 1 202 408 1.23 .027 0.716 .505 .006 .489 2B3A S 92 153 1.21 .037 0.454 .919 .003 .078 2AOO — 99 128 . —— .089 1.875 .015 .985 2BOO • — 241 490 .051 0.924 .021 .979
』』回胃同
tZ吋
由
晶
国
Ha1f-1ife cycle strainr;tnge va1ues and corresponding damage fractions for MPC tests 32)
T~8t Number of ω)served Predlcted Sb怠lora且iecomponent8 Damage仕ac位。>n8(summat1on -1. 000) bar ln句rspersed Ufe llfe percent
fa包gue cycles cycles ln旬rsperslon Creep pertod lnぬrsperslon Creep perlod cycles
pp pp CP PPdamage PP damage CPdam且喜@
2A4B 1 59 5'1 1.99 0.115 2. 5'10 O. 164 0.014 0.822 2AlA 1 141 160 1.23 .1:t3 1.451 .197 .020 .783 2A盟 2 73 122 1. 84 噌ーー。 1.070 .670 .009 .321 2A3AA s 96 99 1.23 .082 1.290 .612 .007 .381 2A6BB 11 39 so 1.96 .0'10 1.0'16 .916 .003 .081 2A5AA 22 29 34 1.20 .095 1.920 .885 .001 .114 2A4E 1 67 68 0.28 .049 2. 610 .006 .007 .987 2B1A 1 初 2 408 1.23 .02'1 0.'116 .505 .006 .489 包33A s 92 153 1.21 .03'1 0.454 .919 .003 .0'18 2AOO -- 99 128 --ー. .089 1.875 一-ー .015 .985 21300 -- 2011 490 一一 .051 0.924 一一 .021 .979
Tab1e 7.1
.，..." F一ー圃ーー
‘a -.:J
JAERI-M 7948
d«1 rJM'N 0.0042. J |-J|
7.1 Typical cycle showing interspersed creep-rupture and low cycle fatigue tests. 28)
5? o
100 \ \ \
80
\VViJHZ 60
40 / C 4 A /*§>^^{**2$\ 40
/ ^ N < 4 - — / B 2 B V>> / ^ N < 4 - — / B 2 B V>> 20
n
\ JA *»
0 30 40 60 80 100
CREEP RUPTURE DAMAGE X
Pictorial representation of three test conditions, presuming that linear damage rule applies for both creep rupture and low cycle fatigue and that failure occurs when the summation of both types of damage is unity. 28)
-78
JAERI-M 7948
0.004 Z-
、=-z-4E」F
目
。制
也
凶
帥
凶
邑
LF凶• 20
Typica1 cyc1e showing interspersed creep-rupture and 10w cyc1e fatigue tests. 28)
Fig. 7.1
100
制
ω
m
w
m
dF凶042唱。凶30-LF4也
-MJO』FO言。J
100 " 60 40 E司
。。CREEP RUPTURE DA舗AGE"
Pictoria1 representation of three test conditions. presuming that 1inear.damage ru1e applies for both creep rupture and low cycle fatigue and that failure occurs when the summation of both types of damage is unity. 28)
-78-
Fig. 7.2
JABRI-M 7 9 4 8
-TOTM.STRMNRANGE-
STRESS ±] f,
<-CONST«JT /^-ENOOFHOR CREEP / 47 HR CREEP STRESS / PERIOD
Fig. 7.3 Schematic hysteresis loops associated with MPC creep-fatigue interspersion tests (16). Cyclic creep rupture tests involve only creep portion with no interspersed fatigue cycles. Partitioned strainranges indicted on loops. 32)
A£ f p•0.5>!« P | ,> , - t t S 0 ,
COMUATIMCOEF. • -OlH» $!W. Emit* Of EST. - I I S
III PP TYPE STP.AHRANCE.
4 € C f . a ^ ^ 3 ^ N C p l , • l s B ,
COMEUIICNCOCF. --ant STAN. nROROTEST. - a » 0
Net. CYCLES
1ICPTYPESTIMMIWGC.
Fig..7.4 Partitioned strainrange-life relations for annealed 2 l/4Cr-lMo steel. 32)
79-
JAERI-M 7948
刷TfR5PfR5fDFATlG¥Jf CYCLE
END OF zl OR 47 HR CRffP PE~Iω
Fig. 7.3 Schematic hysV~resis loops associated with MPC creep‘-fatigue interspersion tests (16). Cyclic creep rupture tests involve only creep portion with no interspersed fatigue cycles. Partitioned strainranges indicted on loops. 32)
10"1，
W
也竃言語孟鼠量院ヨ凶ZE••. ‘ωa司
刷 PP1YPE冒削耐震刷必正
"
惜
m
n
4
4
a1
・L路寸
凶
閥
均棚削
相電車置EM
2
a，cptyPf訂RAI柵刷c[.
Fig..7.4 Partitioned strainrange-life rιlations for annealed 2 lj4Cr-lMo steel. 32)
-79一
JAERI-M 7948
WOO -_ STANDARD ERROR OF ESTIMATE-0.127
V CREEP-FATIGUE INTERSPERSION / / /
/ CYCLIC CREEP RUPTURE / X /
Aft' //X\
. . ' / / "-FACTORS OF2 v^ i / . I .l.lil I i I i Mil I i I i lilil ( I ) PREDICTION BASED ON SUMMING DAMAGE FROM EVERY CYCLE
1000 STANDARD ERROR OF ESTIMATE • a 170
CREEP-FATIGUE INTERSPERSION CYCLIC CREEP RUPTURE
MO
/ / / FACTORS OF 2
l X I I ! hi,1,1 I I l. l . lJ W HO
NPRE. PREDICTED LIFE, CYCLES WOO
Fig. 7.5 Comparison of observed MPC creep-fatigue lives of annealed 2 l/4Cr-lMo steel versus lives predicted on basis of strainrange partitioning using interaction damage rule. 32)
80
JAERI-M 1948
釘州OARDERROR of ESTlMATE • O. 127 v c舵Ep.fATIωEINTERSPERSION o CYCLlC CREEP RUPTURE
l
t・w舵DICTI側 8ASED側 SUMMINGD酬 A鑓 FR側 EVERYCYCU:.
1由加
ST ANDARD ERROR of ESTlMATE ・0.170
V CREEP-FATlGUE INTERSPERSION o CYCLlC CR霞PRUPTURE
52udE2S益出
8.腕興華
Comparison of observed MPC creep-
fatigue lives of annealed 2 1/4Cr-
lMo steel versus lives predicted on
basis of strainrange partitioning
using interaction damage rule. 32)
-80-
Fig. 7..5
JAEBI-M 7948
8. ® m u 14
2 J i C r - 1 Mofflfe (A 3 8 7 G r . 2 2&0'A 54 2) ® •> -t- ^ f - f f S U i K i ^ t t <3HSfe£ ftr^SAJ, ffi«i8tt: ( K i c , J i n , Kid &£*) t&Rtt , ^ f T ' l c S W 4 1 ) """"^^SfcJIS ft 6iC®gtei,\ iHTIC, #M(K«gtf4 (Kic, J ic)SO'»iWffi«l l t t (Kid)tcfiVTfflfrt
8.1 ftftttttOtt (Kic . J ic )
Fig. 8 . 1 - F i g . 8. 3<i Gentilicore b 3 9 ) © A 5 42 c l . 3 fBS t t , &e=&B&tfil&g«§B© Kicfifr»$!H4afSil&$£* LA: *>©"??*£,, &&•<*. 60KJ / in . &tf 1 25 KJ/in.©A<J: <0 , * 7 ' v - . ; ; T - ? & e = & £ f f l i p T f f r>fc„ Sfc, i§fi?*i«fcaii, 1125 °F (607°C) SO' 12 25°F (66 3°C) ® 2 f i S ^ f f O , Kic ©«IStt^ff lKii ; £-IB^'C^4 0 « ± © & S £ i f c £ J6T Fig. 8. 4 ic^-r*J, rsJKIf<:J;ipe«®®«85ttAifc 0i fcfi}< , & g &H # fe r> £ fcf£< , Ife^^gBfi^FtBOlStt^/pl-Ci, 4fc , &&&*l*!HI(iitifi(1225°F) © ##85t t©3c#l£
40)
Table 8. 1 & a Table 8. 2 ( i , Gulya b © x u ? t- o 7. y ?"ff®*¥ (Lukens Lectre-fine Process ) L / :542cI - 1 , cl - 2 SO'c l • 4 £8«ttffl©«$J'tti£i$&'S ;£/T; Lfc fcfflT £>£„ USIM-li, Effifift#|6] (T - L ^ f a ) J ; < 9 « L , 2-f y ^ © Compact Tension IS K i t ( 2 T C T ) <Cfc<9 K i c ^ K * . 1TCTKJ:*) J I 0 ~&Wi£Um. L , x u ? h • * 7 **ffjg »©®«l!Htic&i3r-r«i*«-ll3-!Tl' 'S 0 Table 8 1 « , A 5 42 cl. 1 RU cl. 4 93® J ic K SSfe*T*A0 , J i c f r b K i c ^ © £ & ! 2 , a T O ^ ^ f f l l ^ T f T o T l ^ o
( 1 - v% ) J 10= ' -Kic* (1)
E c c t , E : H « M . " : tfrv v l f e * 3 . t f c Table 8. 2(i , A 542 cl. 1 , cl . 2 SO' cl • 4 » © KicKKSSt:-*(3 , Valid Kic
fflWSfi, JitT©Slci»5ff o T i > 5 , a, B S 2. 5 ( K c / a y ) 2 (2)
ccr-.a : ^ S 5 * . B : a » H - » 3 , Kc : S!£fi!£T-»Siifc®«i!H!fefi, o y : S f g ^ I C * j ^ 5 ^ t t ^ S T - * 5 , , 2TCTge©iagS)tT-<i , f£fi ( -129°C, - 1 57 °C) tt&T' L fr Kic &'& Ztlft^iL t&t>frZ o H * i c « , gf-s-C Fig. 8 1©A 54 2 cl- 3 * S S t t © & * £ * - f # , e t - * © S » S K J t ^ x u ^ h n ^ 7 ^ f f j g ) » ^ « , 2 figS©IS'ttl6]±^^t CiAs
Fig. 8.5 IC , A 5 42 cl • 4 89 ( S 3 ) ©ft**® Kic!K««t4K&l*1"" S^W.»fflK**IB^ fc Copeland 4 1 ©^IKfe***-ro ttfc , ffiSHSHIfeli 1/2 TCTffl&Btf-£ffll\ J i c S K ^ f f
- 8 1 -
JAERI-M 7948
8.破壊靭性
2UCr-lMo鋼板 (A387Gr.22及びA542 )のシャルピー衝撃試験はかなり実施さ1) - 46) 48).
れているが，破鏡靭性 (Krc.]ro， Kldなど)試験は，今までに数例 か散見され
るに過ぎない。以下1<:，静的破墳靭性 (KIC， J r c)及び動的被壊靭性 (Krd )に分けて紹介す
る。
8.1 静的破鐘靭性 (KIC • JIC)
、39)Fig. 8.1-Fig. 8. 3は Gentilicoreり のA542cl.3鋼母材，溶接金属及び熱影響訴の
Krc般壊靭性試験結果を示したものである。溶接は， 60 KJ/in.及び 125KJ/in.の入熱によ
り.サプ 7 ージアーク溶俵訟を用いて行った。また.溶接熱処理は.11250F(6070C) 及び
12250F(6630C)の 2温度で行い， KIC破線籾性への影響を調べている。以上の結果をまと
めて Fig.!l. 4 1<:示すが.向凶により母材の破捜靭性がもっとも高<，溶接金属がもっとも低<，
熱影響部は中間の靭性を示すとと，また，溶後後熱処理は高温C12250F)の方が靭性の改善1<:
寄与するととがわかる。.40) _
Table 8. 1及び Table8.2は. Gulyaり のエレクトロスフグ再溶解 (LukensLectre-
fine Process)した 542cl.l，cl.2及び cl.4鋼母材の破填靭性試験結果を示した色ので
ある。試験片は，圧延直角方向 (T-L方向)より採取し， 2インチの Compoct Tension試
験片 (2TCT )により Krc試験を， 1 TCTにより JIO試験を実施し，エレク卜ロスラグ再溶
解の破壊靭性に及ぼす効果を調べている。 Table!l. 1は， A 542 cl. 1及び cl.4鋼の JIC試
駁結果であり， J lCから KICへの変換は，以下の式を用いて行っている。
JIC=~ν ， ) IC 一一?一-':'KIC'・・・…….....・H ・-……… (1)
乙乙で， E:縦弾性係数.ν:ポアソン比である。
また Table8.2は， A542cl.l，C¥.2及び cl.4鍋の KIC試験結果であり， Va1id Krc
の判定は，以下の式iとより行っている。
a，8 二2: 2.5 (Kc/σy ) 2 ………….....・M ・.....・H ・." (2)
乙ζ で， a き裂長さ .8 試験片厚さ.Kc 当該温度で得られた破墳靭性値 ，Gy:当該温
における降伏強さである。 2TCT程度の試験片では，低温 (-1290C，ー 1570
C)付近でし
か Krcが得られないととがわかる。同表11:は，併せて Fig.!l.1のA542cl.3鋼母材の結果
を示すが.従来の溶解法K比べエレクトロスラグ再溶解材は， 2倍程度の靭性向上を示す乙とが
わかるであろう。
F ig. !l. 5 1<: . A 5 4 2 CI • 4鍋(相当)の母材の KIC破嬢靭性に及ぼすS含有量の影響を調べ
た Copeland41ゐ実験結果を示す。なお，破績靭性は 1/2TCTの試験片を用い， Jrc試験を行
-81-
JABEI-M 7948
frmmtteQ. fisgmiitttifcii'^s, out, mm^-vtbxstt^mmmic
Fig. 8.6(4, A 54 2 cl • 1 * $ * * , 2g&&« , * > K&tm*»S3© Kic « * « t t l C « - r S » « t > 4 2 ) f f l j * S * ^ L f c f e f f l T * S 0 S t t T f i , JPffi#-frffi©BJ««tt#e< tt<3, 4 fc . S #
Table 8. 3 (4 , g £ t > 4 3 ) ® , A 38 7 Gr. 2 2, cl . 1 £H (N- T- ) & # 54 2 c l . 1 £ fQ-T) © & K & L T . ««ttte©g;&tt£5H-«S*:toKEg:fflRl ( L ^ f i ) i ® » ^ | 6 ] (ZUfa) ic-z> ^ f J io a « « - f t ^ f c * g S * * L T l ^ 0 fcfc, K io^©** t t f I&©( l> j££ f f l l , v T^ .5 0
l^ififrb, Z^(6]© Kicfifi L£|6j(CJfc-< 2 0 ~ 3 0 £ ( £ < , 4 fc , A 38 7 aiO^AsA 5 4 2 *
Fig. 8.7(4, dffl 4 4 )-eHJ6Lfc 20°CICfctf 5 A 5 4 2 cl . i S « ® Jic S £ S ^ * £ f ; - f „ mElfrh Jic(4 16. 5 kgf -mm/mm 2 i « 0 (DSICfcO Kio K * S t i> £606 kgf- I M I ^
« ± i E ^ T # / ; # « « « S B t t a K f e ^ ^ 4 c ! : ^ T , ©fcfltot^Tii Fig. 8. 8 ic , & & & « & »"*iJg*95<Co(,vt(4 Fig. 8. 9IC*-f 0 A 542 81l<:o!,>T© T * - * #E§JWIC£< , A 387
Fig. 8. 8(4 , © ^ © K i c K f c l S t t i e o ^ T S b T ^ S ; * * , Table 8. 3 ©Z^ |S]©r , -^ (4 l^ W * J „ HSKttSIp: 300mm©A 533 B . cl. 1 * (HSST02 plate ) ffli|§m45) b&f-t Ttttfr, S f t lCggbTlv i t f A 54 2 8(4 A 533 B81f£lfc'>*afettl/'1MMBtt£^ bT(,>S £ tr^«fc^o b f r b , Fig. 8. 9©Sg&«&t*iftK*S5fflJi&<iA 533 B*(4S:fcr£ t a i J l ^ i*/i-tt-S©lcifc-4, 0 E I ^ ^ * 3 ^ 5 « t 9 ^ C r - M o fcT-ttettKifctSEbTfcttOiKfciattds fi< , £ < K 8 S g & I S f f l l R * » t t © & # # S 4 f t . 5 £ c %-??*£„
8.2 KblfttiEtttttt (Kid)
Fig. 8. 10(4, &JP 230mm©A 387 Gr- 22 , cl . 2 £1 IC-3l^Txf , / ^ - ' | y ^ K J ; S«l fe if Uflfe-fb*!!.a*lfe U. SlfbBiiafflKid ® « « B t t £ l 8 ' * / . : * H £ 4 6 ) © f e S £ * b f c f c © T -&S„ HrftMtt, AJU U - * x : M h f t g : 9 ) , B * ( * - x x * 4 H&K : 3 ) ifclC;*;
2 J iCr - 1 Ma mtRK&t & Kid t£HteS(4, Jil±ffl&*JilttK I2£ / , £ * a ^ t>1*. 3-&
- 8 2 -
JAERI-M 7948
って求めている。
同図から，低温ではSの影響はさほどでないが，高温においては破損靭性11:及ぼすS11:の影響
が顕著となり，低S程高靭性を示す乙とがわかる。これは，破壊モードとして Sはへき開破損に
は影響なく，ミクロポイドの合体プロセスに影響することを示している。
Fig. 8.6は.A 542 cl . 1鋼母材，溶接金属.ポンド及び熱影響部の KIC破壊観性 IC関する• 42)
藤村り の結果を示したものである。母材では，厚板中心部の破績靭性が低くなり，また.母材
と比較すると，熱影響部は母材とほぼ同じであるが，ボンド，溶接金属の KiCは小さくなる傾向
が認められる。.43)
Table 8. 3は.喜多り の.A 38 7 G r. 22， cl. 1鋼 (N.T. )及び 542cl . 1鋼 (Q.T.)
母材に関して.破捜観性の異万性を調べるために圧延方向 (L方向)と板厚方向 (z方向}につ
いて JiC試験を行った結果を示している。江お. KiCへの換算は前述の(1)式を用いている。
同表から.z方向の KIC値は L方向に比べ 20-30%低<.また.A 387鋼の方がA542鋼
より破損靭性は高めになる ζ とがわかる。
Fゅ 8.7は，原研44).で実施した 20.Cにおける A542c1.鋼母材の JiC試験結果を示す。
同図から JICは 16.5 kgf ・m町l/mm2 となり (1)式iとより KiCに換等すると606kgfo mm-〆2
となるととt.，:わかる。
以上述べてきた静的破纏観性試験結果をまとみて.母材についてはFig.8.8 IC .溶後金属及
び熱影響部については Fig.8.9に示す。 A542鋼についてのデータが圧倒的に多<， A 387
鋼は非常に少ないととが特徴としてまず挙げられよう。
Fig. 8.8は，母材の KIC破損靭性について示しているが.Table 8. 3のZ方向のデータは除
いである。同図には板厚 300mmのA533B.cl.l鋼 (HSST02 plate )の結果45)も併せ
て示すが，母材』ζ関していえば A542鋼は A533 8鋼に比べ遜色ない破捜靭性を示していると
いえよう。しかし.Fig. 8.9の溶接金属及び熱影響部の場合はA533 8鋼は母材とほぼ同等
とみなせるのに比べ.同図からわかるように Cr-Mo鋼では母材に比較しでかなり破損靭性が
低<.とくに溶接金属の破壊靭性の改善が望まれると乙ろである。
8.2 動的破.靭性 (KId)
Fig. 8. 10は，板厚 230mmのA387 Gr. 22 . cl. 2鋼についてステップクーリングによ
る焼もどし脆化処理を施し.脆化前後の KId破損靭性を調べた進国ら46)の結果を示したもので
ある。脆化前は， A鋼(オーステナイト粒度:9). 8鍋(オーステナイト栓度:3 )ともに大
差ない破損靭性を示すが，粗粒の B鋼はステップクー 11ングにかなり大きな脆化を示す乙とがわ
かる。
2 ~ C r -1 Mo鋼仮に関する KId試験結果は，以上の結果以外にほとんど見当らず.今後
データの蓄積が痛感される。
-82 -
JAERI-M 7948
Table 8 - 1 A542 C-t 1 &t f A542 C*4 »©fcfff lK I 0 « « « 5 t t ( J i c K i £ V 0 )
A542-72 Class 1 A542-72 Class 4
J I c K i c ( l ) J I c K I c ( l )
Temp. N-m - i n - l b . N-m , i n - l b . °C(°F) m 2 l i n 2 ; M N - m " 3 / 2 ( K s i / i n . ) m 2 ^ in2 ' M N - n r 3 / 2 ( k s i / i n . )
- 1 8 (0) 385 .3 (2200) 295 .9 (269 .3 ) 350 .3 (2000) 282 .2 (2 5 6 .8 ) 27(80) 490.4 (2800) 3 3 3 . 8 (303 .8 ) 420 .3 (2400) 3 0 9 . 1 (2 8 1 .3 )
J T „ E I c (1) C a l c u l a t e d u s i n g : K I c = ^ _ v 3 > 1 / 2
T a b l e 8 - 2 A 542 CI 1. C « 3 Jk.ZfCU » © # © K l c (K ICi J10
K c
P l a t e B A542-72 C l a s s 2
M N - m - 3 / 2 ( k s i / i n 7 )
P l a t e C A542-72 C l a s s 1
P l a t e A542-72 C l a s s 4
MN i - m ~ 3 ^ 2 ( k s i / i i u ) M N - m " 3 / 2 ( k s i / i n . ) M N - n T 3 / 2 ( k s i / i i u )
5 7 . 6 1 (52 .43 ) 66 .66 ( 6 0 . 6 6 ) K I c 3 8 . 5
Temp. °C(°F)
-157(-250) -129(-200) 93.02 (84.65)Kj;c 102.3 (93.11)KIc 83.52 (76.01) -10K-150) 42.11 (38.32) - - - --73(-100) - - 220.5 (200.7) 155.3 (141.3) -46(- 50) - - 194.8 (177.3) 148.8 (135.4) -18( 0) - 198.3 (180.5) 143.1 (130.2)
295.9 (269.3)(2) 282.2 (256.8)(2)
KIc reference [9]
A542-72 Class 3
3 8 . 5 (35) 4 4 . 0 (40) 60 .4 (55) 8 2 . 4 (75)
104 (95) 132 (120)
(1) All K c values given as Ki c in reference [9] (2) Calculated Kx c from Ji c data
Table 8 - 3 A 387 Gr 22, C 1 2 (A 1 ; NT&B 1 : NT) &t>'A 542 Cl 1 (A 1 ; QT&Bl ;QT) IBStf © K I C filiate ( J i C i S K ) 4 3 )
W IS Pi L 15 m Z • 15 ISO
m m I f t i J 1 c (kg-mm" 1 )
K 1 c SC' (kg •mm"?' 2)
J 1 c (kg»mm"') ( k g - t n n r ^ 2 )
A 1 N-T. 11.8 522 7.2 408
A 1 Q-T. 8.0 430 3.8 296
B 1 N.T. 12.2 531 8.0 430
B 1 Q-T, 8. 6 446 5.2 346
8 3 -
JAERI-M 7948
1'able 8 -1 A 542 C.t 1及びA542 C.t 4鋼母材のKIO破捜靭性 0rc試験)40)
A542-72 C1ass 1 A542-72 C1ass 4
Jlc Klc(1) J1c K1c(l)
Temp. 型-m。C(OF) m
in-1b， N (一五;U)削イ3/2(Ksi/in.)ニ言
in-lb (-57}聞 _m-3/2(ksi/in・)
-18 (0) 385.3 (2200) 295.9 (259.3) 350.3 (2000) 282.2 (256.8) 27(80) 490.4 (2800) 333.8 (303.8) 420.3 (2400) 309.1 (281.3)
JT_E
(1)ωcu1a凶叫ng:Klc = (亡ヤ)1 /2
Table8-2 A542ClI.C.t3及びC.t4鋼母材の KIO破壊靭性(1(10.JIO試験)担)40)
Kc Kc Kc Klc
Plate C P1ate reference [9] A542-72 C1ass 1 A542-72 C1ass 4 A542-72 C1ass 3
MN-m-3!2(ksilin:)聞-m-3/2(ksi/in.)捌_m-3/2(ksilin:)
57.61 (52.43) 66.66 (60.66)Klc 38.5 (35) (84.65)Klc 102.3 (93.11)Klc 83.52 (76.01) 44.0 (40) (38.32) ーー ー 60.4 (55)
220.5 (200.7) 155.3 (141.3) 82.4 (75) 194.8 (177.3) 148.8 (135.4) 104 (95) 198.3 (180.5) 143.1 (130.2) 132 (120) 295.9 (269.3)(2) 282.2 (256.8)(2)
Temp.
。C(OF) 、.J
q
，-----n
S
7
1
s
，v
a--
B
l
s
FULMh
e
r
・、
争
L内
，
白
内
，
ι
a
7
/
14-qd
nrq4-
4
m
pa-
A
捌
-157(ー250)-129(ー200)-101(-150) -73(-100) -46(-50) -18 ( 0)
93.02 42.11
(1) Al1 Kc va1ues given as Klc in reference [9]
(2) Ca1cu1ated Klc from Jlc data
Table 8 -3 A 387 Gr 22. C.t 2 (A 1 ; NT&B 1 ; NT)及びA542 C.t 1仇 1; QT&Bl ;QT)
鋼母材のKIO破壊靭性(Jrc試験)43)
供 試 材 L 方 向 z. 方 向
鋼 種 熱処理J 1 c K 1 c ※ J 1 c K 1 c ※)1
。司5"nun-1) (kg・nun-Y2) (kg・nun・1) (kg・nun-Y2
N.T. 11. 8 522 7.2 408 Al
Q.T. 8.0 430 3目8 296
N.T. 12.2 531 8.0 430 B 1
Q.'f，. 8.6 446 5.2 346 L
-83ー
JAERI-M 7 9 4 8
130 1 T "'I 1 T 1 1 \y
[? no vWsstinghouse Data ^undersi2B • * •
*/ "
A 90 • Lehigh Data f-indersizB '*'
« 70 to
z X
-• •/
• / -
S? 5 0 - -
CTU
RE
TO
o
^ 1 • AS42-CLASS 1 STEEL- BASEPLATE NOT THE SAME HEAT AS THE WELD TESTS
<* in 1 1 1 1 1 ' 1 ' -350 -300 -250 -200 -150 -l<)0 -50 0
TEST TEMPERATURE (»F)
Fig. 8 - 1 A542cl. 3*SW®Kio« i««8 t t (KioSSK) (39)
r 3
- I — i — i — T — I — i — I — i — i ~ AS4I *TCCL HCAT INPUT *DKj / lN STRESS RCUEF na»«r *
- i — i — i — i — i — i — r
A 34 2 STEEL MEAT INPUT t O K j / l N STRESS RELKF I24S»F
-100 -SO 0 -200 -150 TEST TEMPERATURE (»F)
I 1 1 1 I I I I
A542 STEEL M A T INPUT IXttUfiH STRESS RELIEF I IZS*F
• r - r l - P ^ ^ I "
A 542 STEEL HEAT INPUT I 2 S K J / I N STRESS RELIEF | *ZS*F
-100 -SO O - 2 0 0 -ISO -100 TEST TEMPERATURE PT)
Fig- 8 - 2 A542cl. 3 8?&&&Jl&!jrHf*g|3© Fig. 8 - 3 A542cl. 3 Wfe&&KlkXSm&m%<!) K,o®«*att (KiciSfS) 39)
Kio©««Sffi (Kro^K) 39)
1 • I I U xc 1 1 1
• 100 . / ' / * ,'£' 'i''\ ..HEAT INPUT l2SKyiN STRESS RELIEF M29 aF
-. / ' / * ,'£' 'i''\
,_HEAT INPUT I2SKJ/M STRESS RELIEF I223«F
r HEAT INPUT SO Kj/lH* ' " STRESS RELIEF 1125* 0 HEAT IHPUT iO K j / l N
STRESS RELIEF I22S«F
-£«o . ,'-' £>V< ,_HEAT INPUT I2SKJ/M
STRESS RELIEF I223«F r HEAT INPUT SO Kj/lH* ' " STRESS RELIEF 1125* 0 HEAT IHPUT iO K j / l N
STRESS RELIEF I22S«F
U
111
,_HEAT INPUT I2SKJ/M STRESS RELIEF I223«F
r HEAT INPUT SO Kj/lH* ' " STRESS RELIEF 1125* 0 HEAT IHPUT iO K j / l N
STRESS RELIEF I22S«F tJ GO Z - •>» s , i ^ - ^ * E- RASEPLATE
6 3 6 HAZ
*-<n / A BASEPLATE til OC . / ., til OC
E - ^ c ^ 0
A 542 5TEEL h E - ^ c ^
0 WELDMENT FRACTURE TOUGHNESS
< zo E - ^ c ^
0 SUMMARY -k.
1 1 I I . I 1 1 I -ISO -100 - 5 0 0
TEST TEMPERATURE ( * F ) 4100
Fig- 8 - 4 A 542 cl. 3»j@*t, $ « & « & # » * » $ © Kio ©£*&& (KiotSIS) 3 9 )
84
JAERI-M 7948
• •
v'^臨ti司h乳~Data守troers臨札訓gh同 taeぽ由回a
• 血
T守.
‘・.・，
マ
~ 110・
叫
る 90u z
g 70 .... z z g 50
o ト
.... ~ 30 トu 星....
130
• "~"2-CLA5S I ~TEEL.II"~EPL"TE NOT THE SAME HtAr ，，$ THt WEιDTEST5 守
o -50 開 300 -250 ・200 -150 ・IQO
TEST TEMPERATURE t・F)10
・350
E刷
(39) A 542 c1. 3鋼母材のKI口t技場靭性 (KlO試験)
~ /メ
ノ/。~ ::l
fJ一 一 日戸町出Jtzzt協
Fig. 8 -1
A 542 c1. 3鋼溶接金属及び熱影響部の
Kro破壊弱性 (Kro試験) 39)
Fig. 8 -3
。
A 542c1. 3鏑溶接金属及び熱影響部の
KIO破壊観性 (KlO試験) 39)
-'0
Fig. 8-2
A"~~~! 剛PUT 回S 型 IHSTIItE.$'も RELlEFIIU."
a-~!~!，刑問T 12SKJ/1刑STflESS ftELIU Iza~.
c-~~~!!~ ~..u .. ~ ~。刷，'ÑSTftESS ftEL1EF 112.由
。."臥T酬 PUTlOKJ!刷S'TftEU府EUEF12.2.S，，"
E・ ."S[~LATE
--_WE'LD METAL
----HAZ
-ーー・ーー・・缶AS[~L... TE
A
v
a
w
内u・
内
u・
内
u'
巾
a
‘4
2
{L怪・ヤ白"と
u-d畠関
市
制
一
MZZOコOLFMg3LFリ，‘gL.
A5425TEt:L WU.DWENT F'RAc:.TU伺ETOUCoHNE$$
$UWMAftY'
A 542 c1. 3鋼母材，溶接金属及び熱影響部のKro破壊靭性 (KIO試験)39)
-84-
+10。+50 -IS0 -100 -50 。TES T TEMPER"τURE lo吋
-20。-2~。
Fig. 8 -4
JAEBI-M 7 94 8
T i n itMKRATURE i«e]
WOTT
o • I-
• . O M o t t S 1 M I 4 M K S I U i t l l 1 IMMATERIAL, UMUCTHOO, OATA RANGE. • I F 1 t
CTJ
| U m . l C T I
4 £
- i — _ • i > • -no -in -tw -in -w .» » n i n
TttT TEMPERATURE ( • »
Fig. 3 - 5 A542cl. 4$BSJW«K[C IZRI2? S^WffiWUS ( J „ ; i S ^ )
A542 Cl J£S" I - MHI AM2 CL- 1W JAER1 - MHl
- m -150 -CO -50 0
* . * I ' d
Fig. 8 - 6 A542cl- lSJffltf, (KicsSH) 4 2 )
§&&«, -try vRvmrnw^vKic ®mm&
85
JAERI-l¥I 7948
2国
ー3憎「 // /~吋，ぺdF
7yrul--1禍.....同'‘.I rD.S凪'... ・・..‘.I CTS ._ .. 畠..・....I •
'岨
Fig.8-5 A542c1.4鋼母材の K[c般土産靭性に及ぼす
S含有量の影響(J](J試験 41，
民間
『
2<珂 A“εCI..'W JAERI -MHl '
∞
-t、，g-zb
∞
-』REEh、.=-A口
a-ーーー『由F
武田民国
ミ.!!...!t.!..、ヲ，'//..，・b
in=ll及 '0'
i< r f " 1':"
.20。 J
ヨι
~:~〆:f， J/oi l s 11円 ll(otl.
'0。-... ー..。 -101) ー政2
"-宜 t・CI
Fig. 8 -6 A 542 c1. 1鋼理財.溶接金属，ボンド及び熱影響部のKrc彼境靭性(KIC試験) 柚 J
-85-
JAERI-M 7946
/// / Vl&GllBW-4SL '!/ / (Btgley &Land«s) /
T«st Temp.: 20«C
B«nd Bar 10 x 10 x .55 mm
0.1 0.2 03 0.4 Crack Extension, a a (mm)
05
Fig. 8 - 7 A542cl- l » j a t t © J i o ® i £ .44)
Fig. 8 - 1 0 A387Gr. 22, cl. 2 (Ki„) 46)
- 8 6
JAERI-M 7948
40
E豆illI
T・51Temp.: 20・c
n
u
n
u
z
u
q
'
』
』』』
E¥EE-』
msて曲三口〉
.."
日・ndB町10x 10x.55mm
0.1 Q2 Q3 0.4 0.5 Crack Extension， .d.a (mm)
Fig・8ー7 A 542 CI ・l鋼母材のJI口破壊硯性 44)
ヌ手ツヅ f
7-υンタヘ'， ， ， ，
E旦ー→ノ， ， ，
・100 ・0 ・tIO -40 -20 0 20 ・0温贋'c
Fig.8-10 A387Gr.22. c1.2鋼の動的破壊靭性 (Kld)46)
-86-
JAE
RI-M
7 94 8
m
A 542, cl. 1 A542,cl. 3
HAZ
l •
1 1
s •a m °l
m in in in
CM
CM
C
M
CO
•-H
ca T-H
co
.S .S S .9 W
W
•—1 J—
1 •—> t—
1 P
H W
H
MM
P
M
<O
OQ
o
oQ
M
O
O
(2
/-E-
ul
uI-J
351
) W
MW
®
0I>
1
OO
S3 rH
N
CO T
f
22,
13 Ti "o "o
87G
CM
CO
CM
C
O
in in in m
<
<< < <
< o © | ®
Fbxo •
(Z
/E_"»"-J3M)
SBJB
®
-87
-
700 700
A: 125KJ/in (11250F)
B: 125KJ/in C12250F)
C: 60 KJ/in C11250F)
D: 60 KJ/in (l2250F)
600
@
O
も
600
L
『〉回胃H
，ph
叫
由
恥
恒
• o 100 10
500
300
200
400
(ぐ、同
lE=・同国』)諸問掛町四割噌
口回出ノ
-，'〆失¥、白笠巴cl. 1
? - - (HSST 02 plate)
@
@
@ @ Q!jQ!j
。@
@
0
@
500
100
400
300
200
(伺¥叶
's?喝さ
割
SE晴樹申
口阿凶
司3
‘。
50 。50 -100 -150 O -200 50 。-50 -100 -150
O -200
("C )
39) 42) 45) A 542鋼溶接金属及び熱影響部のK lC破綾靭性
度温
Fig. 8 -9
CC)
A387及びA542鋼母材のK，口敏填靭性 39~ 45)
度温
Fig. 8 -8
JAERI-M 7948
9. m w m *
* e f l « * « 5 i # x . b n * i £ , 6 t ^ 1 0 1 8 n / W ( > 0 . 1 8 M e V ) * c x 4 C i l i t t O £ 3 f t T 0 £ 0 A 3 8 7 D & t t * Utt, gltt t> L$fe £* Ltt ( N T •) , ICffit ZMto 7- 9- It It £/,£*jl*fcfc>-f , g S A n ^ f e i ' L t t (QT , A 542 ) £mt&MM?-i>& t . 3W.itlit£ VX&60 zni<D%^&6r-*l£LXt>m7k')P^<n%m£mim£Ltzk<DX&6K)6, MM l g * s 27 0~300°CISST'*i9 , MMlit 1 0 , 8 ~ 1 0 2 0 n / c m 2 ( > 1 MeV )(Cfrfc^T<^
9.1 JRtfC^SatlMttftCDSfb
27 7 °CT? 3. 4 x 1 0 2 0 n / c m 2 ( > 1 MeV ) [40 0 h r ) fC, MM bfc 2 * Cr - ! Mo-
0.4 Si -0 . 10 Ctt (Table 9. 1 ) 4 8 ) ©3l$IttSiffl£<b£ Table 9. 24a)tt&t° c®W£$> -5 N 23 t N 43 £ l ^ t t ^ i i , Table 9. 1 I t ^ f t T t ^ S J: 9 It CuM©Mfc5 fc©T?*S„
Table 9. 2 fr t> BJJ £ *»tt J; o It C u f i © ^ ^ * * ^ ( 0. 16 - 0. 2 7 % Cu ) ffl M*l ItX 5 BM* ® $ £ ? l ? J ? i * © J t » n « Cuft#£t^±ff i»;*f t .5 < , HatUi 277 t r 400 h r f T ^ n r f c i j , 288°CT 800 hr &*4il&fflSI3Itt®©^b£iS^/.:£ t h Table 9. 3 © «fc o tct£ <0 , & j&a/itt-emj^i'^.fbLttoc£*s{ffesnt^s, 3£it, z<D%®x[t, m^&mitm
491 &.IC. Table 9.5 lt^;-f J; -5 ttffll&^feo 2 tf Cr - 1 Mo & (A 542 ) £ 277 "C^ 3. 0
49) x l 0 1 8 n / c m 2 O l M e V ) £XMM L f c i # ©§|3gftBfc « t a ' f f i « t t B © « * £ Table 9. 6
9.2 fiawtett
Table 9 1 l t ^ - f ffil£&feo9 «*!© A 542 mi 2 8 8 t T 2. 8 x 1 0 l s n / c m 2 ( > 1 MeV)£xmMLX Cu, Ni , Mn ft©M»M;!§§ttlt&«-f JK*#al |- t b t i t o j . c © IS«i tJ ;5:g&fiK©^b££:t t l&£ff i / ,£2L&©j8i£f igff l£{b££t>l t Table 9 7 4 7 > i t ^ t , 4 a « © ( 5 Cut t© 30 ft - lb jS^fiK©_h# ( J T T ) It 11 "CWT"??*^ . . h / f t t i * ^ 4 - ' - © M ^ ( i 1 0 f t - l b H T t * , f c . (ECuSt t i t f t L"CgCu**}©R5lilJfe<b*s(SJi$
* 47 1 48 )
ftJil^MSFig.ar i Fig. 9.2 l t^- f 0 g Cu *«©!§£• Ni £ MnB.tmm&1t !ff iStt^Cl3±^^fg»L«^.^£^,^„ (Fig- 9 3 ) £ * : . ^Cufifct©J#£-, Ni i M n i i a •oTMflB&fbJKgfta^fcStiAsfrfrofc,, (Fig .9 . 4 £ F i g . 9 5 ) 4 7 )
* f c , Table 9. 1 ^ ' f f l f f i l W P T 288°C"C-8 x 1 0 " n / c m 2 O l MeV) tXMfti L •fz££ 30ft - lb«&SK©if f t l ( J T T , °F) £ ± / ; t i x * ; i / + ' - f f l « 4 > ( J E , f* - l b )
- 8 8 -
J AERI-M 7948
9.照射効果
多目的高温ガス実験炉の圧力容器は， 4000Cで使用される乙とになっており.もっとも多〈
中性子照射をうけると考えられると ζろでも 10'8n/αn2 ( > O. 18 Me V)をζ える乙とはない
とされている。 A 387 D焼なまし材，焼ならし焼もどし材 CNT)， Iζ関す 3照射戸-1)はほ
とんど見あたらず，焼スれ焼もどし材 (QT，A 542 )に関する照射データが(，. 3見られるだ
けである。乙れらの若干あるデータにしても軽水炉への利用を前提としたものであるため，照射
温度が 270-300oC程度であり，照射盈は 10'8-10叩 n/cm2 (>IMeV)にわたってい
る。
9.1 照射による機械的性質の変化
2770
Cで 3.4x 10 20n/cm2 ( > 1 MeV) [400 hr 1まで，照射した 2~ Cr -1 Mo-48) _ "， :n== 10.. ~ ........ ~ ..， _ ~ ...... .. .~.... 48 )
O. 4 S i -O. 1 0 C材 CTable9.1) の引張性質の変化を Table虫 2'-'IC示す。乙の表にあ
るN23とN43という材料は， Table 9. 1 IC示されているように Cu盈の異なるものであるo
Table 9.2から明らかなように Cu量の高い材料(O. 1 6 -O. 2 7 % C u )の照射による降状
強さと引張強さの増加は Cu畳が多いと促進される。照射は 2770Cで 400hr行われており，48)
2880Cで 800h r熱処理後の引張性質の変化を調べたと乙ろ Table 9.3 のようになり，熱
処理だけではほとんど変化しない乙とが停められている。さらに，乙の実験では，遷移温度は照48)
射によりほとんど変化しないが，照射硬化のみが見られる例も報告されている。49)
次に， Table 9.5 に示すような組成をもっ 2~ Cr -1 Mo鋼 (A542 )を 2770
Cで3.049)
x 10'8 n/cm' (> 1 MeV) まで照射したときの引張性質および衝撃性質の影響を Table9.6
IC示す。
9. 2 照射脆化
48) Table 9. 1 --， Iζ示す組成をもっ9種類の A 542舗を 288tで2.8 x 1 0 19 n/ cm ' (> 1
MeV)まで照射して Cu，Ni ， Mn量の照射脆化感受性に及ぼす影響が調べられている。乙の47 )
照射による遷移温度の変化を応力除去焼なまし後の遷移温度の変化とともに Table9.7'" IC不
す。 4種額の低 Cu材の 30ft-lb遷移温度の上昇 (JTT)は 11oC以下であり.上だなエネ
ルギーの減少は 10ft-lb以下であった。低 Cu畳材IC対して高 Cu量材の照射脆化が促進さ47). _ . _ _ 48) 一
れるという例を Fig.9.1 と Fig.9.2-IC示す。低 Cu量材の場合 NiとMn量は照射脆化
感受性にほとんど影響しないという" (Fig. 9.3 )また.高Cu量材の場合， Ni とMn量によ47)
って照射脆化感受性が変わる乙とがわかった。 (Fig.9. 4とFig.9.5)48) _ .....:.... ......_ _. ~ ___ .... n n 0
また.Table 9. 1 の材料について 2880
Cで~ 8 x 10'9 n/cm2 (> 1 MeV)まで照射し
たとき 30ft-lb遷移温度の滑加(" TT. "F)と上だなエネルギーの減少(J E ， f+ -1 b)
-88-
J A E E I - M 7 9 4 8
a T T ( ° F ) = - 1 1 8 + 14800 {96? ) + 990 ( « C u )
4 E ( f t - l b ) = - 2 - 100 ( 2 > C u )
A 54 2fflffl«a*)H'ftlc&ia:t Ni i C f l K o l ' T I i , giJIC|g^fcW ?>s*> 0 , MWSfa^tSS
i ^ + ' - * ! i / J > t 4 c ; i i ! P b , Ni ft^^fiK^Jf-f-f t i i i i f i P t L< ttl'il^. (Fig.
9. 6 ) £tz, ©fcfiigSSG . HA 2 t l i F i g . 9.7 iC^t'X^iC, jg&93£ HAZ # « t t =t
9 M ifeft IC©S-P S> 6 C i #*?;6> - ,T (,•> 5«.
$ HmMtAU-X-T 10 2 0 n / c m 2 ( > 1 MeV ) S K i e t t S <t, HS*{ fta-ft **—Sffiii ? t l S
A 387 D t t £ - t t r £ < © i B t t i C o l ^ T , JB^f iacDi iJ ta« :Kai4f t*C^b-C«lHbfcfc©Ai ,
F ig -9 . 8 5 1 ) - e * > 5 0 A 3 87 D , A 5 4 2 Pi Ofrit *) Jti L, 3 b K±aEffl*SS k ^ r t £ £ Fig.
9. 9 © «fc •? IC 7A 5 o
A 54 2 * } I C o l , > r ( i ,
F i g . 9. 1 0 4 8 ) K i t , j sift <t mst&uai&i&ii it * » WT & 5 i ^ -5 «s %t>m i nr a <o,
Table 9.1 Weld deposit chemistry i*8)
Weld Chemical composition, wt-%<« Description no>> Weld code C Mn P S Si Ni Cr Mo Cu V Cu Ni Mn
T' N23 0.06 0.90 0.006 0.005 0.49 0.55 1.95 0.87 0.03 c _ _ _ 2 N40 0.07 1.23 0.007 0.006 0.51 0.71 2.07 0.96 0.04 0.05 — — + 3 TM1 0.07 0.84 0.007 0.004 0.46 1.10 2.06 1.01 0.01 0.05 — + 4L) N39 0.07 1.16 0.007 0.007 0.46 1.21 2.07 0.95 0.04 0.05 — + + 5 N42 0.07 0.82 0.007 0.005 0.45 0.82 2.04 0.93 0.21 0.03 + — — 6 N43 0.07 1.21 0.007 0.006 0.49 0.80 2.07 0.93 0.2G 0.04 + — + 7 N45 0.08 0.79 0.007 0.004 0.43 1.20 2.01 0.93 0.27 0.05 + + — 7a N45 0.08 0.91 0.014 c 0.47 1.04 2.04 0.96 0.31 G + + — - (Mod.) 8 ' N46 0.09 1.25 0.014 0.006 0.49 1.15 2.07 0.94 0.28 0.05 + + + 9 N44 0.09 1.00 0.014 0.006 0.46 1.08 1.99 0.93 0.16 0.04 0 0 0
<•' Weld N23: 2-in. experimental Ni-Cr-Mo base metal; welds N39 through N46: 2V«-in. commercial Ni-Cr-Mo (H\ -80) base metal. ' Weld mid-thickness region.
l " Not determined.
Table 9.2 Tensile properties of weld metals N23 and N42 after high fluence 530 deg F (277 deg C) irradiation t8)
Fluence unifi
•proximate (X 10"> n/cm') Yield strength*' Tensile strength") unifi >rm strain1*'
;ld code >1 MeV Test method'"> (loi) (ksi) («.) N23 0.0 CT 87.8 102.5 0.07
0.0 TJT 87.1 101.0 3.4 CT
(% Increase) 136.3 55.2
138.1 34.7
0.05
N42 0.0 CT 93.6 107.0 0.07 0.0 UT 87.5 101.3 3.4 CT
(% Increase) 182.9 95.4
182.9 70.9
0.04
<•) CT—compression test UT—uniaxial tension test
w 0.2 percent offset yield strength w Derived b, the formula relationships: TS •
b is the true attain at maximum load 9 H U e - * » where TS is the tensile strength, * „ « is the true stress at maximum load, an
89
JAERI-M 7948
は次式で表されるという結論を得ている。
"TT ( OF) =ー 118+ 14800 (%P)+ 990 (%Cu)
J E (ft - 1 b ) =一 2 一100(%Cu)48)
A 542鋼の照射脆化に及ぼす Ni畳の影響については，別κ調べた例があり，照射脆化感受
性には大きな影響はないが，照射前の遷移温度が Ni畳の増加によって上昇する乙と'> .tだな
エ不 Jレギーが減少する乙とから.Ni 畳を 2%程度まで増やすととは好ましくないという。 (Fig.
48).. =...~~_ __.__.._. __49) 9. 6 ) また，母材と溶接部， HA 2では Fig.9. 7 --'IC:示すように，溶接部と HAZが母材よ
り照射脆化に敏感である乙とがわかっているか
さらに照射量がふえて 1020n/cm2 (> 1 MeV)程度になると，照射脆化が一層促進される8) 50)
乙とが知られている。
A 387 D材を含む多くの鋼材について，遷移温度の増加を照射量に対して整理したものが.
Fig ・9.851
)である。 A38iD，A542材のみをとり出し，さらに上記の結果も含めると Fig.
9. 9のようになる。
A 542材については，照射脆化と長時間加熱脆化は加算的であるという結果が得られており，48)
Fig. 9.10 --， IC:示す。
Tab1e 9.1 We1d deposit chemistry 48)
Weld Chs ermeal∞smi posUion i wt・%仰Cr C~escr~ron Mn no.同 Weldcode C 1I1n P 1110 Cu v 2 l'N23 0.06 0.90 0.006 O.ω5 0.49 0.55 1.95 0.87 0.03 e
3NN440 1 0.07 1.23 0.007 O.飢渇 0.51 0.71 2.07 0.96 0.04 0.0.5 + 0.07 0.84 0.007 0.004 0.46 1.10 2.06 1.01 0.01 0.05 + 4) N3!l 0.07 1.16 0.007 0.007 0.46 1.21 2.07 0.9.5 0.04 0.05 + + 5 N42 0.07 0.82 0.007 0.005 0.45 0.82 2.04 0.93 0.21 0.03 + 6 N43 0.07 1.21 0.007 0.006 0.49 0.80 2.07 0.93 0.23 0.04 + + 7 N45 0.08 0.79 O.∞7 0.004 0.43 1.20 2.01 0.93 0.27 0.0.; + + 7;' N45 0.08 0.91 0.014 c 0.47 1.04 2.04 0.9日 0.31 c + +
8、 N(h4f6 od.} 0.09 1.25 0.014 0.006 0.49 1.15 2.07 0.94 0.28 0.05 + 。+ 。+ 。9 N44 0.09 1.00 0.0104， 0.006 0.46 1.08 1‘99 0.93 0.16 0.04
川 ~:c~~ N23: 2.in. experimental Ni-Cr-!¥fo base met.al; welds N39 through N46: 21/4-in. commercial Ni-CJ'Ioo)'Io (HY-8旬以阻emeta1. (L， Weld mid-thickness四回on.帥 Not determined
Tab1e 9.2 Tensi1e properties of we1d meta1s N23 and N42 after high
f1uence 530 deg F (277 deg C) irradiation 匂自}
Fluence {X10"lhIne/V cmz) Yield s{bも開i)町民h刷 Tende {bstri) enESh帥
u国Aopnmnxsimsmaitae 伺ー
Weld code >1 N23 0.0
0.0 3.4
N~2 0.0 。。3.4
同 CT-師団P開抽liontest UT-unin'討altco8Ion te品
Test method(・》
CT UT CT
(% Incre阻 e)CT UT CT
(%1回目酪e)
(..)
87.8 102.5 0.07 87・.1 101.0 136.3 138.1 0.05 55.2 M.7 93.6 107.0 0.07 87.5 101.3 182.9 182.9 O.M 95.4 70.9
刷 O.2p町田R色。町田tyie!d町四nlllb制 n.rivedb. tbe formuln relatio田 bips: TS・it副 zS-.where T自国色het.""i1a叫開ns:th，it固定 isthe tn蝿叫開輔副 ma.'dmumload，副
晶画 thetru・叫rainat ma混血lU皿 load
-89-
JAERI-M 7948
Table 9.3 Tensile properties of weld metals after 1150 deg F (621 deg C ) -8 hr stress relief anneal and after 550 deg F (288 deg C)-800 hr thermal conditioning 48)
Y i e l d Tensile Elongatioi Test temp. strength 1* 1 s t rength Redn. in area in 1-in.
Weld no. Weld code Condi t ion" ' (°F) (ksi) (ksi) (%) (%) 2 N40 A (W + SRA) RTW 87 3 101 2 67 .0 21 .6
T (Thermal Control) R T s s •> 101.9 68 2 19.3<» A 550 74.0 86.4 6 4 . 6 18".5 T 550 71 4 86 2 66 .4 18.2
3 N41 A RTl.i 87 4 100 ft 6 7 . 5 20 .4 T RT K7 0 100 7 66 .9 19.1 A S5U 70 4 85 .0 6 3 . 6 15 .5 T 550 70.0 84 6 66 .4 16 .5
4 N39 A R T ' " 90 3 J03.4 66 .0 20 .1 T R T 01 6 104.7 66 .0 19.1 A 550 72 8 87 ,0 64 .1 17 .8 T 550 73 .0 87 0 60 .7 18 .3
5 N42 A RT"> 87 5 101 .3 65 .2 20 .9 T R T 87 2 100 9 66 .9 19.0»» A 550 72 S 8 4 . 8 62.7 lo .9 T 550 70.K 8 3 . 8 63 .6 16.7
6 N43 A RTi'i 03 4 1 0 6 ? C5 •• 19.9 T RT 95 6 107.7 6 1 . , 18.1«» A 550 78 .8 9 1 . 6 59 .2 17.8 T 550 78.4 0 2 . 0 64.1 18.0
7 N45 A R T 92 .6 105,5 66 .0 19.7 T R T 90 .6 103.7 65 .5 18.2">
A ( N C ) « RT<<> 92 .3 106.2 6 4 . 5 21 .5 7A N45 (Mod) A R T 9 3 . 8 10S.5 6 4 . 6 23 .0
T R T 9 2 . 8 106.9 6 5 . 0 23 .7 A 550 79 .2 9 1 . 8 60 .2 18.5
8 N46 A ( N C & R C > ) RT<<> 97 .5 110.9 6 3 . 8 20 .8 A R T 9 8 . 8 112.7 62 .2 18 .8 T R T 100.9 113.1 62 .2 18 .8
9 N44 A ( N C & R C ) 11T<<1 9 4 . 5 10S.4 6 4 . 4 2 0 . 6 T ( R C ) R T 94 .4 107.9 66 .4 20 .6 T ( R C ) 550 75 .2 9 1 . 4 62 .2 16.2
( " > Stress relief annealed in full thickness section and furnace cooled except as noted (nominal 100°F (56°C)/hr) w 0.252-tn. dia specimens ( e > Duplicate tests t r f J SRA in specimen blank form—normal cooling rate (100°F (56°C)/hr) W SRA in specimen blank form—rapid cooling rate (1150°F to 75°F, 621°C to 24 °C in 30 min) { / ) 7/8 in. gage length
Table 9.4 Postirradiation^ hardness and strength of weld deposits 5 1 )
Postirradiation Tensile s t rength Copoer content RockweU-C by conversion
Weld code ' (%) hardness (ksi) N23 0 . 0 3 22 .9 118.0 N40 0 .04 22 .7 117.0 N41 0 .01 22 .0 115.0 N39 0 .04 23 .0 118.0 N42 0 .21 25 .8 126.5 N43 0 .26 30 .0 142.0 N45W 0.27 29 .3 139.5 N45 0 .31 28 .0 134.0 (Mod.)'* NM 0 .16 30 .3 143.0
Weld no. 1 2 3 4 5 8 7 7a
9 <-> 550°F (2S8-C), 2.8 X 1 0 " n / r a ' > 1 MeV w Assumed based on preirradi&tion value <•> 0.007% P <•» 0.014% P
Thermal control Radiation tensile strength strengthening
(ksi) ( k j ) (102.0)<« 16.0 101.9 15.1 100.7 14.3 104.7 17.1 100.9 25 .6 107.7 34 .3 103.7 3 5 . 8 106.9 27 .1
107.9 35 .1
- 90
JAERI-M 7948
Table 9.3 Tensile properties of weld rnetals after 1150 deg F (621 deg C)-
8 hr stress relief anneal and after 550 deg F (288 deg C)-800 hr
thermal conditioning 匂8)
Weldno.
2
、，veldcode
N40
3 N41
4 N39
5 N42
6 N43
7 N45
7A N45 (Modl
s N46
9 N44
。)
r
)
}
巾
A叫
川
C~
，P
R
o
a
c
w
}
)
田
S
C
F
R
C
C
制
+
叫
ATATATATATATATATATATmATA冶
ATU侭mw
h
m
M
U
山
間
関
TT
t
A
σ
A
A
ma
nr m
e円，
u
山
W
M
川
川
川
明
日
開
制
t守
TTOOTTOOTTOOTTWoTT効弛
TTTTTOTTTTTO
叫
(RR日時
RR訪日
RR市町
RR九
日
川
URK55RRRRR邸
RRRRRm
e
T
-dh)1204404636H052局内
4684663882589542
1
1
1
e
目・・・・-
eE378417700612377203MJ88202329780445
日
間
伐
緑
内
778H77907788779977999997990997
-
j--t
s
、dLH
出
t)2942570647001988雪
760572598971494
山口ω弘前加∞詰幻自目立器忠良お倒的別法泣釘
「h
(
I
l
l
-
-
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
is
。ih
，
、
，
》
》
・2
1
f
F
f
r
t・"}
υ
{
f
f
a:‘も63524155118390979180725075888662
E
J
i
-
-
-
-
:
:
;
:
:
:
・::・:・
町「19580966997809U69878981338088006
h・m21112111割
11121l11111112221211222
E 自
陣e
r
a
nJ0264596400172976吋
421055602822442
U同町倒似船釘侃門MMW前前斜
ωむ船
ωmG引
ω“““““自WM肌倒
的
叫
位
制
mMwm
AU
e
R
同 51陀 55relief nnnenled in Cull thickness section and furnace cooled ex田岡田 noted(nominttl 100・F(560C)/hr) 刷 O.252-in.dia specimens 制 Duplicn.tet-est.s 同 SRAin specimen bbnk form-norm31 cooling rnte (100oF (560C)/hけ判 SRAin specimen blnnk form-mpid cooling rnte (1l500F to 7501"， 6210C to 240C in 30 min) 的 7/8in. g.ge length
Table 9.4 Postirradiation(a) hardness and strength of weld deposits 51)
Posti町aditAtion TensileB品ve開rt-I1B0Enth The n naI control Rndiation
Weld 00. Coppe(r l conteEBL RockweI1・C by copv.er::oion tensile _ s~reDgt h stren(JtIAhe) ninz
Weld code %) hardness (ksi) (ksi)
1 N23 0.03 22.9 118.0 (102.0)尚 16.0 2 N40 0.04 22.7 117.0 101.9 15.1 3 N41 0.01 22.0 115.0 100.7 14.3 4 NN439 2 0.04 23.0 118.0 104.7 17.1 5 0.21 25.8 126..'i 100.9 25.6 6 N4.3 0.26 30.0 142.0 107.7 34..3 7 N45帥 0.27 29.3 139.5 103.7 35.8 7a N45 0.31 28.0 134.0 106.9 27.1
9 N(M44 od.}tdB
0.16 30.3 143.0 107.9 35.1
《仰・3A55s0sueFmeOdSbFaesCed }.o2n .8 p目Xir2m02dBi泊aufem皿宮v〉adu1eMeV
帥 0O.Sω174%%P ‘oI)O.014%P
- 90-
Table 9.5 Chemical composition and heat treatment condition of Mn-Mo-Ni steel (A533B Class 1) and 2 l/4Cr-lMo steel 49)
Material Identification
Type
Chemical Composition, wt %
Thickness, C mm
Si Mn S Ni Cr Cu Mo 2A1 Al„ Heat Treatment
Mn-Mo-Ni (A533B Class ! ) •
2Ji Cr-lMo (A542 Class 1)»
Base metal
Weld metal Heat affected zone
7.M Cr-lMo' Standard
Added 1% Ni
Added 2% Ni
165
150
25
0.19 0.27 1.34 0.014 0.008 0.63 0.12 0.22 0.50 0.023
0.15 0.31 0.58 0.014 0.006 . . . 2.10
0.12 0.29 0.65 0.020 0.005 . . . 2.54
0.18 0.21 0.50 0.012 0.013 0.05 2.25
0.16 0.25 0.53 0.015 0.011 1.07 2.27
0.20 0.21 0.53 0.015 0.011 2.00 2.30
908to920CX10'/sh-» W.Q.; GOO to 670 CX Win h-*\V.Q.; 615 to 625 CX45 h-»F.C.
1.06 . . . 0.033 Base metal: 925 CXO h->\V.Q.; 640 CX3 h-W.Q.
1.17 . . . 0.007 Postweld: 020 C x 2 0 h -
F.C.
0.94 0.031 0.022 920 CX 1 h-+A.C. (60C/min);
0.98 0.034 0.022 650 C x 3 h-*A.C. (60C/min);
0.97 0.034 0.024 625 CX30 h—F.C.
> I s
•Plate. * Submerged arc weldment. « Plate (100-kg laboratory heats).
Chemica1 composition and heat treatment condition of Mn-Mo-Ni
stee1 (A533B C1ass 1) and 2 1/4Cr-lMo stee1 刊)Tab1e 9.5
Chemical Composition， wt % :¥llltcrilll Identification He&t Trcatment ' AI，ol l:Al l¥!o Cn Cr Ni s F Mn Si C Thicknes..，
百1mType
908 10 920 C X 10¥4 h.→ W.Q.; fJGu 10 670 Cx 13"" h-W.Q・;615 10 625 CX45 h→F.C.
0.19 0.27 1.34 0.014 O.∞8 0.63 0.12 0.22 0.50 0.023 165 :>'fn-:¥Io-Ni
(A533B CJIlS.. 1)・
』
hr回胃同
tgJ『喧品曲
2)4 Cr-ll¥I。(A542 c1部81).
Base mctal 凸可
nNW
VV
唱、唱‘.
↓↓
LULu
noqd
上
xx
ucc
陀
50
町内4442
396
5
au B
勾
oqo
nu
nu
1.06 2.10 0.15 0.31 0.58 0.014 O.別措150 民D-↓
弘
unu
内
4x
pu
Aυ q4
nu
日明
ct
-wF
t
s
o
p
開
4∞一nv
1.17 ". 2.54 0.12 0.29 0.6!) 0.020 0.005 Weld metnJ 1!eat affected zonc
2)4Cr.・11¥10'Standard C
-'a;刀
・}-)F
A圃
Am吋
↓一一mH
一mL
UC-引
C一犯
X川町
xmx
cococ
m
mお
a
u
n
o
ρ
o
m
6
n
4
a仏
z
m
w
m出
但
nunHVAU
-Laaz
・4z
qAO
句
。
勾
o
nuvnuaHW
OHVAunu
atoa
句，.
0U
の
び
の
Me
n
o
n
u
o
u
0.18 0.21 0ぬ 0.012 0.013 0.05 2.25 25
。‘16 0.25 0.53 0.015 0.011 1.07 2.27 Added 1% Ni
0.20 0.21 0.53 0.015 O.OIl 2.ω2.30
'Pla恒.
• Submerged arc weldmcnt. • Plate (1切l-kgJaboratory heats).
Added2%Ni
Table 9.6 Results after preirradiation and postirradiation at 277 C to 3.0xl018 n/cm2, E>1 MeV, of tension tests and V Charpy impact tests **9)
Material Identification Tensile Properties (Room Temperature) Notch Ductilities
Typo Plate Thick-neia, mm
Unirradiated
, kg/mm*
Irradiated A c ,
<*» , k«/mm» ».% Unirradiated
» • %
Unirradiated
Tr30, do* C TrS. dec C Rttu.l k f m Typo
Plate Thick-neia, mm
Unirradiated
, kg/mm*
Irradiated A c ,
Unirradiated
Irradiated AJOB
».% Unirradiated
» • %
Unirradiated
Unirradiated
Irradiated ATr3U
Unirradiated
Ir-diated ATrS
Unirradiated
Irradiated A 6 « , &B/B
Mn-Mo-Ni (A533B Clatal)- 105 4 8 . 7 5 4 . 3 + 5 . 6 6 2 . 9 6 8 . 7 + 5 . 8 2 7 . 7 6 2 . 1 - 5 0 6 + 5 6 7 53 +« 19 .2
2>fCr-lMo (AS42 Claa-1)»
Baae metal Weld metal Heat affected aona
ISO 61 .9 6 5 . 9
6 5 . 8 7 2 . 6
+ 3 . 9 + 6 . 7
7 6 . 0 7 7 . 5
7 8 . 2 8 1 . 9
+ 2 . 2 + 4 . 4
26 .7 2 2 . 9
7 3 . 3 63 .7
- 6 4 12
- 8 4
- 6 4 35
- 7 0
0 + 2 3 + 1 4
- 3 3 27
- 2 7
- 1 0 52
— 15
+ 2 3 + 2 5 + 1 2
20 .9 14 .1 17.7
20 .8 10 .9 18.4 =*}
0 21 —4
2} iCr- lMo" Standard Added 1% N i Added 2 % Ni
25 51 .3 53 .7 55 .4
6 5 . 9 6 8 . 5 71 .6
2 9 . 7 2 9 . 4 3 0 . 2
7 7 . 0 7 3 . 7 70 .9
- 1 1 4 - 8 5 - 7 7
- 1 0 8 - 7 4 - 7 0
+ 6 + 1 1
+ 7
- 1 0 9 - 5 1 - 6 2
- 8 8 - 3 6 - 4 3
+ 2 1 + 1 6 + 1 9
23 .4 19 .7
23 .2 - 0 . 2 0
NOTE—tr,,-yield strength; aa-teniile atrength; 8 —elongation ;•?*> reduction of area; Tr30—temperature at 30-ft'lb level of absorbed energy; TrS-temperature at 50% ahcar fracture; B^, •upper thtit energy; AiS/i—reduction of upper shelf energy, %.
•Plate. * Submerged u c weldment, •Plate.
Table 9.7 Charpy-V notch ductility of experimental weld metals after 1150°F (621°C)-8 hour stress relief anneal (SRA) and after 550°F (288°C) irradiation hi)
Weld Weld . After SRA * Irradiated . Increase — After SRA. Irradiated, lergy .
Decrease, no. code °F °C °F °C A°F A°C ft-lb ft-lb Aft-lb 1 N23 - 4 0 - 4 0 - 2 5 - 3 2 15 8 87 87 0 2 N40 - 5 0 - 4 6 - 3 0 —34 20 12 81 72 9 3 N41 - 5 0 - 4 6 - 5 0 - 4 6 0 0 76 70 6 4 N39 30 - 1 40 4 10 5 70 67 3 5 N42 - 3 5 - 3 7 160 71 195 108 78 50 28 6 N43 - 2 5 - 3 2 205 96 230 128 68 43 25 7 N45 - 4 0 - 4 0 225 107 265 147 72 42 30 6"' N46 270 (NC)< 132 d d d d 63 d d
180 (RC)' 82 <I d d d 59 6 d
9 b N44 50 (NC)» 10 d A d d 68 d d
30 (RC)' - 1 280 138 250 139 65 48 17
• Stress relief annealed in full thickness section and furnace cooled except as noted (nominal 100* F/hr. 56' ' C/hr). * Stress relief annealed as Charpy-V specimen
%• C/hr); « NC—normal cooli * Not determined. ng rate (100' F/hr,
specimen %• C/hr); RC—rapi id cooling rate (1I50- F to 75' F. 621* Cto24 •C in M minutes.)
Result~_after_preirradiation and postirradiation at 277 C to 3.0xl018 n/cm2~ E>l MeV， of tension tests and V Charpy impact tests
Table 9.6 同}
1r....iIe Pro ... 両 国 (R田 rnTemJ)e同，t=l
PJateσ'，. kl/rr皿 fTB，kc/mm2 3.%φ.% T，Z叩'.d唱 C TrS.d司 C Emu.k，-m Thick- 一一一ー ー一一一B憎 u~... _~_ UnJト E胃潰 Unir- Unir- Unir- Irr・ Unir- Ir- Uni，... 1πv 岡 崎 四品・ dia桂d llv. radi・品・t.ed &1. ram- 四品'"晶，'" di凶 ..dAT.割) radi- 晶ated /1Tr奇 radi- di.ated AE.岨 ABIB
.ted ...d 恒d ・，I'd悟d .I'd担d
N().tch Ducti1it.ies M‘.t.eri&l Identifi由自a
Typc
19.2 +崎53 7 +56 6 ー国3位 .1Z1.7 68.7 +5.8 62.9 54.3 +5.6 48.7 )In-Mo-Ni
仏国3Dα・・0・J65
2UCr-1M，・(AM2a.・0・
Ba居留栂taI 150 WeJdn叫岨H帽色・!r，白I'd..，国
2"Cr-IM .. StaDdard Ad晶dl%NiAdded2% Ni
20.8 -0.1 0 10.9 -3.2 21 18.4 0.7 -4
20.9 14.1 17.7
土器+12
-10 52
-15 nnu
士宮“お叩
副辺倒
73.3 63.7
25.7 22.11
78.2 +2.2 81.9 +ι‘ 65.8 +3.9 76.0
72.6 +6.7 77.5 61.9 65.11
'『〉回胃同・
-Z4可申串恒
。
N町E--O..-yield.tsen&t.h; f1B・担問iIeatreqth: ð-e~oq;ation;φ・開dUCtiOD of町四・ Tr:甜 -te田 perature・t3().ft.-lb Icvel or absorbed回目官;TrS -temperat.ure d 50% .h~府 !raot四E 島田町田記宮市U f!ß叩.-A'Ëïi:;'rid叫帽。tup卵白日開明・%.
・PIa... 'Subn開唱:edarc 1‘、eldment.. Plata.
23.2 -0.2 23.4 19.7
+21 +時十四
回描崎
一一一+5 -1個+11 -51 +7 -62
amud-znW
077
↓一-M回押
4--
ao'e自習
'''a由。
7τ7
''a，.
4
却羽田
65.9 68.5 71.5
51.3 53.7 55.4
25
ー喧M
l
Charpy-V notch ductility of experimental weld metals after 11500F (6210C)-8 hour stress relief anneal (SRA) and after 5500F (2880C) irradiation 47)
-aL'
一一川
0
9
6
3
2却
:
J
V'ed
匂
De
n
e
s
・AU
Jne
』川抗比
W吃
mZH訓即日ロd
d
d
m
s凶作
t
1
J
t
E
4
4
4
V
3
W』H
a
-
-α山一
野山
m
m
苅河苅偲花回目旬日
-ef
一A円一一℃
su0:5飽
z筏
Ud:4d羽
一d
1
1
1
1
一'
一…ML一昨お初日初回訓一m
d
;却
a-
aL--
P、m
一
恒一巳明誕百四括判
4
n
M胃
mwddan謁
開小町--一
1
1
U旬
e3
笥
円
H.z一.... E. 'd
町
司M」川
F曜
日
却
m
M柑印
国
国
恒
u
d
d
d
m
M
一。一一一
1
2
2
2
羽一
V『
uz-
nv-
・1nwpopu--.，，‘，』0・内
4司
4nu-A
r-C4d4334381
Mトq
-
一-一一一一1
-
cw
-ee --』
E
一一肌?日
000550qq問。
41F4553324uw司
NR
一一。一一一
---GOOG
-
-
0
0
0
初
『
-
2
1
品
ua、，snu唱
Amヨ内己司SE1eE0
.，，ι凋崎
a噌
'an-組吟凋勾ル矧
札
m
∞NNNNNNNN
Table 9.7
Weld no.
1 2 3 4 5 6 7
8"
N44 9'
~ Stress剛 iefann目 ledin fu'll thick情話回ctionand furn;u:.e cooted e~cept as noted (nomina¥ 1凹.f/hr. 56・C/hr)... Stres5 relief annealed as Charpy.V.specrmen-blanks.' '!.NC-norm剖∞C?1ingrate (1ω"I'lhr弱・ C/hr)・RC一同pid回。Iini' rate (1150・Fto15・F.621・Cto 24-C in 30 minutes.) 11 Not d~ië;miñ;d:"'Þ ，...~- ......... . "...""... OJ/'" 1.
2J--IN.S/A WELDMENT COMPOSITION N23 (YS:87.I KSI) Cu 0 03 Nl 0.55 Mn 0.90
S 2Kawftm^
UNIRRADIATED
IRRADIATED 1*1 550*F(2WC] 28il0 t*n/cm 2>IMeV
J 1 L
2^-IN. S/A WELDMENT COMPOSITION N 4 2 (YS:B74KSI )
IRRADIATED 550'F 1288'CI Z.8«IOl*n/cmz>JMeV
52 Kyn/err.1
-ZOO -ISO -120 -80 -40 J I I L_J_ 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400
TEMPERATURE CF)
J I L -85 -62 -40 -18 J I I L J I L_J
TEMPERATURE ('CI
Fig. 9.1 Typical effect of low copper content vs. high copper content on the radiation embrittlement resistance of the 2 l/4Cr-lMo-0.40Si-0.10C weld deposits. Low copper composition N23 exhibits very low, essentially nil, sensitivity to radiation-induced embrittlement at a temperature comparable to reactor vessel service,
EXPERIMENTAL WELD PERFORMANCE COMPARISON (IRRADIATED S50°F(288°Cl2BxlO" n /cm 2 > I MeV)
LOW COPPER SFRIFR («0.05%Cu) 0.55 N i , 0.90 Mn
0.71 N i , 1.23 Mn
1.10 Ni, 0.84 Mn
1.21 Ni, I.IS Mn
2(s20"> "INSENSITIVE" TO 550 "F RADIATION
EMBRITTLEMENT
NON INFLUENCED 8Y Ni + Mn CONTENT
HIGH COPPER SERIFS (0.2l-Q28%Cu) 0.82 Ni, 0.82 Mn ™ :
0.80 Ni, 1.21 Mn
1.20 Ni, 0.79 Mn
1.08 Ni, 1.00 Mn •0-16% Cu
_L J _ O 100 2 0 0 3 0 0 4 0 0
C„ 3 0 FT - L B TRANSITION TEMPERATURE INCREASE C F )
I 2
9.2 Summary of observed radiation embrittlement resistance of the weld series. Primary division of behavior along the line of the low versus high copper content is quite evident (reference [1]). k7)
TZ一
N一同
戸包
-d
M-mm
nu-HUU
'ιFlb
F巳司目白
w-M
品川一剛
s-T
飢一間旧日開
LaZ訓
"
2-ucNM
EXPERIMENTAL WELD PERFORMANCE COMPARISON URRAOIATED 5500F(2B8'C~ 2.8xI0" n/cm2 > 1 MeV)
L，OW CQPPE8 SERIE~ (<O，05%Cu)
日'.55Ni， 0.90 Mn ~ (< 20・ "INSENSITrVE"一 ITO 550・FRADlATrON 0.71 Ni. 1.23 Mn 圏 L 印刷TTLEMENT
1.10 Ni. 0.B4 Mn ~ 民同 NON INFLUENCEO
1.21 Ni. 1.16 Mn 園 l 自YNi + Mn CONTENT
• 0 .... ーーーーー一ー
盟艶旦~I・】5叩・FrZe8-CI 28al01t訓lr.m2"IMeV
∞
回
日
制
faad'LFh母-
』
poeωZ凶‘
ω
hkp回胃
HSZU『喧AF
曲
HIGH COPPER SERIE~ (0.21-0.28%Cu)
日自2Ni，0.B2 Mn 島出勾出自弱努忽忽mo.::出初宿
0.80 Ni. 1.21 Mn 吃担WAO碍招ヲ日必勿O9，玖勿姐
1.20 Ni.O.79 Mn 殴勿出必召øø;持及後出勿出~勿後必祖
1.0B Ni. 1.00 Mn Jil=儲掛=磁器勿ペ).16-'.Cu
zt-1N.S/A WELDMENT α剃 PO割TIONN42 (YS:67.4 KSI) Cu 0.21 NI 0.82 M例。82・
20
。
v
e
M
コ，E1
E-em
町一団山-
m-汁岨冊目
A同町
K
明一出品
目5
Z
。。nu-
EL-T--
A例
-nυ-剛一・
0n-
M川-
Hu-
。。<D w
o 100 200 300 400 Cy 30 FT -LB TRANSITION TEMPERATURE INCREASE ("F)
Summary of observed r，adiation embrittle-
ment resistance of the we1d series.
Primary division of behavior a10ng the
line of the 10w versus high copper con-
tent is quite evident (reference [1]). 日)
Fig. 9.2
360
|
27 ・71TEMPER‘TURE ，.C)
Typica1 effect ，of 10w copper content vs. high copper
content on the radiation embrittlement resistance of
the 2 1/4Cr-lMo-O.40Si-O.lOC we1d deposits. Low
copper composition N23 exhibits very 1ow， essentia11y nil， sensitivity to radiation-induced embritt1ement at a temperature comparable to reactor vesse1 service. 48)
2().4
Z80
116
200
93 -85
2∞
し-1・129 ・107
Fig・9.1
JAERI-M 7 9 4 8
8"
2J--IN.S/A WELDMENT COMPOSITION N42 (YS:874KSI> Cu 0.21 Ni 0.82 Mn 0.82
• UNIRRADI
o
»TED
a ° IRRADIATED
Cu 0.21 Ni 0.82 Mn 0.82
• UNIRRADI
o ~ ^ o . IRRADIATED
550'F (ae *C)
THERMAL CONTROL SPECIMENS .
X o 2 Bio'V/cm* >IMiV THERMAL CONTROL SPECIMENS .
- B S ' F i i o e ' c i j C v ^ / "
- B S ' F i i o e ' c i j
^ ^ Q ; 1 9 1 1. I - * "| 1 1 I 1 1 1 I I
$ 4 0
2 j - I N . S/A WELDMENT COMPOSITION N43 (YS:9S.3KSI) Cu 0 2 *
— Ni a s o Mn 1.21
UNIRRADIATED
o^—j— 8.
IRRAOIATEO
" THERMAL CONTROL SPECIMENS
550"F(288*0 2.8ilO,tn/cm*>IM«V
— %t0. .- " *! S Z Kam/cmc
a 'U-r^ - 2 3 0 ' F < l i e , C I - # — :
1 1 1
• * %
l 1 1 I . I !
- 2 3 0 ' F < l i e , C I - # — :
1 1 1 I t ' 1 1 1 1 -200 -ISO -120 -SO - 4 0
I L I I L
4C SO 120 160 200 240 280 320 360 400 TEMPERATURE (*F I
I I I I I I -129 -107 -85 - 6 2 - 4 0 4 27 49
TEMPERATURE I ' d 93 lie 138 160 182 204
Fig. 9.3 Comparison of radiation embrittlement resistance of two low copper content weld deposits. A higher nickel and manganese content is not seen to after the excellent 550°F (288°C) radiation embrittlement resistance of low copper content weld versions. >»7)
- 9 4 -
JAERI-M 1948
2t-IN.S/A WELDM~~T COM内宮ITIONN・2IYS:87.4 KSIJ
Ni QS2 UNIRRA悶ATEO目 Mn O.・2a fa。;. E S凶 60.
J-40
ε。o
「一一
2!-IN.S/A WELDMENf α湖町SIT陥NN43 IYS:9!5.3 KSIl
K悶トー cNu6 oaz.・。M桐 1.21
5801 UNtRRA悶ATEO
bト-伺
|
ぬ。
e. 血坐盟主~S田.F12闘・CIE ・.ω，"n/c"，I>>IM・v
・'29 ・107 ・s!;・日・40. ・'8 27 柑 71 93 116 138 曲 '82 20.4 TEM町削.TUREI'CI
Fig. 9.3 Comparison of radiation embrittlement resistance of two low copper content weld deposits. A higher
nickel and manganese content is not seen to after the excellent 5500F (2880C) radiation embrittlement
resistance of low copper content weld versions. 47)
-94-
JAERI-M 7 9 4 8
2J-IN.S/AYYELDMENT COMPOSITION N23 (YS:87.I KSI)
UNIRRADIATED
3.2 Kynftn*',
IRRADIATED (•) 530«F(2B8 -CI Sf l l lO'Vcm'XMlV
J L I I
100
£ 60
2 | - IN . S/A WELDMENT COMPOSITION N 4 0 (YS i8 f t5KSI I Cu 0.04 NI an Mn 1,23 UNIRRADIATED
THERMAL CONTROL SPECIMENS
3.2Kgm/cm*
• o o^ —5" 8 o
*.v • • IRRADIATED (• ! SSO'FIJM'CI aBnie /on* >IM«V
J L 40 90 120 161
TEMPERATURE CFI
J L 200 240 260 320 360 40C
J I I I I I L 2T 49 71
TEMPERATURE (*C>
_L 139 160 » 2 204
Fig. 9.4 Relative radiation embrittlement sensitivity of two high copper content welds illustrating the insignificant effect of variable manganese content on embrittlement behavior. The 35°F difference in transition temperature increase may also be ascribed to the copper content variation. 47)
95
JAERI-M 7948
2*-IN. S/A WELDMENT
COM向指ITIONN23 (YS:87.1 KSIl
10.0. Cu 0.03 NI 0.55 Mn 0.90
UNIRRADIATED • 内u》• a
白白4“
.LドF弘-
20.
。
由。
2t-1N目 S/AWE.LDMENT
α訓 POSIT刷 N40(YSI8e.~ KSIl Cu 0..0・NI 0.71 蜘は富 山車単型AW
島戸-0。 号 ' 。一 一ーーーー司・ーーー『ーー-
9$噌r • • ， ，噌， . 盟出血紅巳 I・l，
〆.
。
e~'F (2S1'CI 2.8胃聞'.n/c:ml~IM・v
320 帯。 4即
l L _1 ・129 ・ i凹 -8~ ・62 -40 叶 ・ 27 49 71 93 同 l祖嗣 182 204
τEM陀 削 刊 阿E('C)
Fig. 9.4 Relative radiation embrittlement sensitivity of two high copper content welds illustrating the insignifi-cant邑ffectof variable manganese content on embrittlement behavior. The 350F difference in transition temperature increase may also be ascribed to the copper content variation. ~7)
-95-
2J-IN.S/A WELDMENT COMPOSITION N42 (YS'-874KSI) Cu 0.21 Nl 082 Mn 082
THERMAL CONTROL SPECIMENS
UNIRRADIATED
IRRADIATED 550'f (2«»'C) 2 8ilO*n/cni* >l MlV
2«--IN. S/A WELDHENT COMPOSITION N45 (YS:93.2KSI) Cu 0.27 Ni 120 Mn 0.79
J I I L -129 -107 -»S -62 -40 L_J I I I L_J I 1__)
I 27 49 71 93 116 136 160 B2 204 TEMPERATURE l*CI
Fig. 9.5 Relative radiation embrittlement sensitivity of two high copper content welds showing a possible effect of variable nickel content on embrittlement behavior 17)
^
> SO
ADDEO 2% NICKEL O UNIRRADIATED • IRRADIATED
-4D 0 TESTING TEMPERATURE (CI
Fig. 9.6 Notch ductility characteristics of 25-mm 2 l/4Cr-lMo steels varying in nickel content in response to irradiation. i»9)
2%-IN.SIA WELOMENT COI.I'OS汀刷 N42(YS:87. 4 KSI】
Cu 0.21 側I 0.82 蜘 aS2
0'尉IRRADIATED・1帽ADlATED
盟~5~・F 12SS'C) 2.8・由"・n/Ctf't1~I 剣.v•
。…一。
@
20
-『』回担』，
E叫岨品曲
五両FJ??告ダ-
2
g
'
2・zhw固60凶器Eq
2トl胤 S/AWELOMENT COMP個 T刷 N45(YS: 93.2悶 1Cu 0.27 Ni 1.20 ... 0.79
。
ER
• 山盟艶旦lli目
。
K回
E即
ACOEO 2私 NICKEL
。ト・鳩山田副田 〆て
y~ 」聞
Z
1
1
0
叶
-FEZE凶面。出置。措置
JRRA聞ATED
550・F(288-C】開霊
28寵10--"'"，町 >>IMeV
• . --• THERM札 α)NT陪lL
SPEC働制ENS、、.... 同
相
田
LFH也】
LPUS凶
ZM
，u
ooc. ゐ。
40
Notch ductility characteristics of 25-mm 2 1/4Cr-IMo steels varying in nickel content in response to irradiation. 刊)
-120 ・eo ・40
TESTING TEMPERAT叫軍 (CI
Fig. 9.6
ε。.
Relative radiation embrittlement sensitivity of two high copper content welds showing a possible effect of variable nickel content on embrittlement behavior
ー7)
112 陥。a調93 -18 -40 ー闘7
Fig. 9.5
JAERI-M 7948
700
a- 600 UJ
S3 or
500
ui h-. z o to z < ce 1-u. o UJ to < Ui ce o -z
400
300
200
100
l50MMal»Gr-IMo<A542CLI) STEEL BASE. METAL
Z77C 3 0 . 1 0 % . (>1M«V>
TESTING TEMPERATURE
Fig. 9.7 Notch ductility characteristics of 150 mm 2 l/4Cr-lMo submerged arc weldment in response to irradiation. <+9)
I I Ml l l l l A212B A 302 8 A201 A285 A301B A350LF1 A350LF3 A 353 A387B A387D SA336 HY-80 HY-90 HY-150 CARRIL0Y T-1 zVz Ni-Cr-Mo 7'/2 Ni -Cr-Mo 5 N i C r - V SSSHOO
• •
°»
-°**i W «
10 17 ,18 i 2 0 2 5 10'" 2 5 10' 9 2 5 1 0 i u 2 5 NEUTRON FLUENCE (n/cm 2>1 MeV)
Fig. 9.8 Charpy-V notch transition temperature increase of steels irradiated at less than 500°F (260°C) 51)
- 9 7 -
399
333
278
222
(°C) 167
111
56
0
J AERI'-M 7948
5 WELO tJETAL
o UMRRAOIATEO
3 .IRRAOlATE
B y-/-ー・-
-0-圃回。
3 同OAT/lff町出羽 mNE
;dy:ぽ…IR同町ATEO
4
2
1
2
2'Z〉EH白O出聾討理【
FZKEE凶。川
EM型
-1。・4D 40
官STI附花M時制i!'¥.l陪
Notch ducti1ity characteristics of 150 mm 2 1/4Cr-LMo submerged arc we1dment in response to irradiation. 49)
'10 '20 崎
Fig. 9.7
399
(OC)
167
222
333
278
56
11
0 5
1 I 1 " 111
トー・ A3028。A201。A285。A30f8
トーマ A350LFt • A350LF3 • A353 b h 。A387B e . 。
トー・ A387D‘'
，.. • SA336 & HY-80 ' l~~~;
ド-0 HY-90
議肺P 1" ~ HY由 f50 +φ + +
τC3A住RRILOY T-t トー+3 Y:> Ni -Cr-Mo
認 7抱 Ni-Cr-Mo
まe 霊-・ • 1.
• 5 Ni Cr-V ーー一~ 555四 tOO • • • .. 、，
•• ー.・
5fO'8 2 5 fOlg
2 5
NEUTRON FLUENCE (n/cm2>1 MeV】Charpy-V notch transition temperat~re increase of stee1s irradiated at 1ess than 5000F (2600C) 51)
-97-
2 i020 2
Fig. 9.8
700
lι 乙 600w 巴コ
E 500 w Q. 2
目4∞z 。ト
~ 300 4 a:: 1-
~2∞ w ω q
崖iOOu. 歪
0 17 10
J A E R I - M 7 9 4 8
250
- 2 0 0 I
I]
Tirr o A387D < 2 6 0 t • A542 315*C o A 54 2 295 *C Y A 542 277'C A A542 O D D *n
Wild dtooslts « o V a B"J 2771: m AM2 0'7'7*r*
W»ld dtDOsltt *•* f **> B MS 277t
IV. Nl •2% Ni
. 027CU
. Q6ICu
A0.21CU
^003 Cu
10 ;" 10 1 S i » 10 [n/cm2,E>1MeV )
10*
Fig.9.9 Increase in Charpy-V transition temperature of 2 l/4Cr-lMo steel as a function of neutron fluence.
5/a-IH. Hi-Cr-Ma PLATE
IRMI4TC0 •.•iI40V|l* ,Cll»i10 ,*(iAn ,»ll«lV ol^C0lVMO•F(J«/3«J•CIM•tf^<ft'n,
• l««W.n0'F<14S.»9'Cli*aK)a.Aml t r f l n * . M«*\ FIS1I0N)
M*TC SECTION® FURNACE COOi-EO 190 KM) FRDU iSOOffMroTEUPER
wrTnlHOUR HOLD *r930*E|4SZ*CI
- 2 9 0 - 2 4 0 -200 -160 -120 - 8 0 -40 0 4 0 BO 120 160 200 240 230 320 TEMPERATURE ("PI
I • ' I I . I . I I I I ' • I I I I I • I I I I I I I I I I I
Fig. 9.10 Influence of prior temper embrittlement on the irradiation response of A543 steel at low and elevated temperatures. The preirradiation brittle-ductile transition curve for the nonembrittled condition (plate section A) is repeated in the lower figure for the temper embrittled condition (plate section B) to illustrate the 130-deg difference in preirradiation 30 ft-lb (5.2 kgm/cm2) transition temperatures **8)
JAERI-M 1948
250 Tirr
。A387D < 260"1: -/ A542 315・c0/ A542 295・c話iA542 277・c.，も23幅削15 288 "c o A
ロ A542277℃a畠 0a26T1CQu』 A .
-13告… 277"c 圏内IH弘A22 277"1: .O.2ICu • .
o 。 • ，
圃• 1ζ;叫仙 .a4003Cau-w
~2:~ Nij a .
円
u
n
u
内
u
r
コ
2
1
一ω・7↑zkih』
':5 100 I~ 目E
¥-¥ ‘-h zg b SO
O 10~& ' 10'9 1020 '
[n/cm2• 巨>1MeVJ1021
Fig.9.9 Increase in Charpy-V transition temperature of 21/4Cr-lMo steel as a function of neutron fluence.
sm叫 N.Ni-C，..M・.u町E
"‘'f[stCt。、白B.. 柄拘t- (I'jWtl4[f)，前、~li!O~"I'旬、.)1[1"司E同
盟主盟盟睡眠・.. 柑ザ1附・Cll"附四時...."，..・vq叫民団鈎・'F!，..，，c3"CIZ!5.1(戸時"1・h・‘，~~7$0・'"・~.)".削 2...0-'"伽'1
e・，・m・，.愉，"，'15111)制
‘:‘ 1. t .、.: 1 11，111 I ¥ r 111 1 旦旦旦S担盟国E一 …O"'Z')O"I'CM.wtn印刷一一加問同O札。..~9;)0・F:1CU・ω・~- 阻皇担J!!!
JAEBI-M 7948
10. ^»'j»g*!M*flF3&gB
2-ACr - 1 MoflfflflSttiMttSicia-f 4 ? - * ( i . W±(ci£^r# fci-jic, ffifflg^kfr
10.1 small .j&aisasfcfcsttiBroi&fl;
£E#ig&©^<ft£ 2 0^ft3 (= 1. 8x 10 s hr ) tttiti , 400 -500°CtCH^X >pt£< t
10.2 56««l t t
£ E S § S t l j , ft* 160mmgK<D9££ffll^*fctf>, •> + / i / t°-ffi*4$tt©<2frli:lf:fe ©
10.3 JfRfttJMfl:
A 54 2 mftltmtZ 27 0 - 290 °C<Cfctf£fla*lx-2 #£>3 ©.*>•-<: , SA 38 7 AN#, NT ttK-3l>tliHiAi*ttl^9ffe40 10 1 8 n/cm 2 (>0. 18MeV) £X , ~4 00°C IC *H->
IO.* <7>j--7<tm&x.ummid)m
- 9 9 -
JAERI-M 7948
10.今後必要な試験研究項目
2~Cr-1Mo 鋼の機械的性質に関するデータは，以上に述べてきたように.使用経験もか
なり多いために多量のデータが蓄積されているのしかし.乙の材料の原子炉材料としての使用経
験は数少なく，とくに照射をうける部材としての使用例はほとんどないようである。したがって，
多目的高温ガス実験炉の圧力容器用材料として使用する場合.今まで蓄積されたデータに追加し
て，とくに次のような項目に重点をおいて試験研究を実施する必要がある。
10.1 熱時効，応力時効による材料の劣化
圧力容器の寿命を 20年間(ー1.8x105 hr)とすれば .400-500.Cにおいて少な〈と
も 10‘hr以上の熱i時効.応力時効による鋼材の脆化を検討しておく乙とが必要であろう。
10.2 破繊靭性
圧力容器では，最大 160mm程度の厚仮を用いるため，シャルピー衝掌特性のほかに厚板の
靭性特性を求めるのに適当な破壊靭性をしらべる必要がある。破損靭性に関するデ}タは現在有
効なものがきわめて少ない。
10.3 照射脆化
A 542鋼材に関する 270-290.Cにおりる照射データがあるのみで.SA387AN材 .NT
材についてはほとんどないようである。 10 I 8 n/ cm2 (>な 18MeV)まで .-400.Cにおい
て照射を行い.照射後のシャルピー遷移温度の変化，引張性質の変化.破損靭性の変化等をしら
べる必要があるo
また.熱時効.応力時効と照射脆化との相乗効果も一つの問題である。
10.4 クリープと疲労及び照射効果
クリープと疲労についてはかなつのデータが得られているが，クリープと疲労の相互作用の問
題，およびそれらに及ぼす照射効果についてはほとんど知見がなく，今後検討すべき問題として
残されている o
-99-
JAEEI-M 7948
11. * t frr £
2-ACT - i Mo mcowttttti&KizMt&?-a£<&&tzctzsmz, nrt -ftornxm £382Lfc#, ASMET- Code ft 3 ftT^sasa^AT^Si O r>9i% fc * - , t , # ^ i c ^
<-t£ feffli^*.*,, ^ ^ ^ ^ « 3 © E ^ S g s t t # i L T I # i f e M i s n 5 f - ^ i < left
XffilSfifCI® LT, Naval Research Loboratory © L • E. Steele R., Metals Properties Council ©Schaefer RICH, £ < ©XKfCoOTffl]*!^ W;/; W;„ gS< riW©,®*^
- 100-
JAERI-M 7948
11.あとがき
2~Cr-lMo 鋼の機械的性質に関するデータを収録するととを目標lζ. 圏内・外の諸文献
を調査したが， ASMEで Code化されている鋼種を含んでいるという事情もあって，非常に膨
大な文献が存狂する ζ とがわかった。しかし，現在原研で研究開発中の多目的高温ガス実験炉の
圧力容器鋼として乙の材料を想定したとき，必要とされる強度および観性特性，あるいは，ある
温度等の条件 Fでの特性lζ関するデータは不足しているか，または不十分である ιとが判明しfゐ
したがって，乙れらは，今後，高温ガス実験炉の開発計画IC対応して.研究の展開を検討していく
くべきものと考えるo 今後実験炉の圧力容器材料として是非とも必要とされるデータをとくに優
先的に取得するとともに，構造設計および安全性検討の上で重要かっ必要な試験研究に項目を絞
って実施していくことが必要となろう。
文献調査に際して. Naval Research Loboratoryの L.E.Steele氏.Metals Proper-
ties CouncilのSchaefer氏には，多くの文献について御教示いただいた。深〈感謝の怠を表
しfこL、。
一100-
JAERI-M 7948
# # X ffi
1) SAN-781-228 (1977) 2) J.E. Bynum, F.V. Ellis, B.W. Roberts MPC-4 Chrome Moly. Steel in
1976 ASME (1976) 1 3) C.R. Brinkman, R.K. Williams, R.L. Klueh, and T.L. Hebble, "Mechanical
and Physical Properties of 2-l/4Cr-lMo Steel in Support of CRBRP Steam Generator Design", Paper presented at Int. Conf. on Materials for Nuclear Steam Generators, Gatlinburg, Tennessee, Sept. 9-12 (1975) Metals Handbook, 8th Edition, Vol.1 ASM (1961) R.C. Andrews and L.M. Kirschler, MSAR-66-174 (1966) C.E. Jaske, B.N. Lers. MPC-1 (1975) 191 M.K. Booker, T.L. Hebble, D.O. Hobson, and C.R. Brinkman, Int. J. Pressure Vessels and Piping 5_ (1977) 181 R.L. Klueh, R.E. Oakes, Jr., Trans. ASME, Oct. (1977) 350 J.F. Copeland and G.J. Licina MPC-1 (1975) 55 B' iEHaflfe fktm 63(1977) A 155 TO, * S m, &tm 62(1976) S 286 T. Wada and W.C. Hagel M?.t. Trans. 7A' (1976) 1419 * a . fa &tm 62(1976)1744 Robert Bruscato, Welding J . ^9_ (1970) 148-S * S t - . O J * I £ - mt® 62(1976) S283
M. Okumura, et a l . Welding J . 54 (1976) 389-S ,S£Ba5, fife &tfR 61(1975) S294 &2RIE4P, fi ibid 62(1976) S 285 R.J. Klueh and D.A. Canoniw Welding J . _54 (1976) 381-S Robert, A. Swift MPC-4 (1976) 97 R. Viswanathan Met. Trans. 2 (1971) 809 A. Joshi and D.F. Stein ASTM-STP-484 (1971) 59 S3+6I5, fl& ttia 61 ( 1975 ) S 726 • glFflfcfcH. fl& S*fi«BffSISNa29(1971) 1 zsa+fii5, w ± g a mtm 62 (1976 )s 281 TS&H, <te ibid 62(1976)1744 »a+fil5, ftfe ibid 63 ( 1977 ) S 272 R.M. Curran, 2-l/4Cr-lMo Steel in Pressure Vessels and Piping (1970) 67
101 -
JAERI-M 7948
参 考文献
1) SAN-781-228 (1977)
2) J.E. Bynum， F.V. E11is， B.W. Roberts MPC-4 Chrome Mo1y. Stee1 in
1976 ASME (1976) 1
3) C.R. Brinkman， R.K. Wi11iams， R.1. K1ueh， "and T.1. Hebb1e， "Mecht.nica1
and Physica1 Properties of 2-1/4Cr-IMo Stee1 in Support of CRBRP
Steam Generator Design"， Paper presented at Int. Conf. on Materia1s
for Nuc1ear Steam Generators， Gat1inburg， Tennessee， Sept. 9-12
(1975)
4) Meta1s Handbook， 8th Edition， Vo1.1 ASM (1961)
5) R.C. Andrews and 1.M. Kirsch1er， MSAR-66-174 (1966)
6) C.E. Jaske， B.N. 1ers. MPC-1 (1975) 191
7) M.K. Booker， T.1. Hebb1e， D.O. Hobson， and C.R. Brinkman， Int. J.
Pressure Vesse1s and Piping 1 (1977) 181
8) R.1. K1ueh， R.E. Oakes， Jr.， Trans. ASME， Oct. (1977) 350
9) J.F. Cope1and and G.J. 1icina MPC-1 (1975) 55
10) 勝亦正昭他鉄と鋼 63( 1977) A 155
11) 門智，中島明，鉄と鋼 62 ( 1976) 5 286
12) T. Wada and W.C. Hage1 M百t.Trans. 7li.' (1976) 1419
13) 大西，他鉄と鋼 62 (1976) 1744
14) Robert Bruscato， We1ding J.主旦 (1970) 148-S
15) 中尾仁一.山本広二鉄と鋼 62 ( 1976) 5 283
16) M. Okumura， et a1. We1ding J. 5主(1976)389-S
17) 高石昭吾，他鉄と鋼 61 (1975) 5294
18) 金沢正午.他 ibid 62 (1976) 5285
19) R.J. Klueh and D.A. Canoniw We1ding J. 5生(1976)381-S
20) Robert， A. Swift MPC-4 (1976) 97
21) R. Viswanathan Met. T唱rans. 2 (1971) 809
22) A. Joshi and D.F. Stein ASTM-STP-484 (1971) 59
23) 渡辺十郎，他鉄と鋼 61 (1975)5726 ・
24) 宮野樺太男.他 日本製鋼所技報No.29 CI971 ) 1
25) 渡辺十郎，村上賀国 鉄と鋼 62 ( 1976)5281
26) 下西敬三.他蹴d 62 (1976) 1744
27) 渡辺十郎.他踊d 63 ( 1977) 5 272
28) R.M. Curran， 2-1/4Cr-IMo Stee1 in Pressure Vesse1s and Piping (1970)
67
-101 -
JAERI-M 79 48
29) C.E. Jaske, H. Mindlin, 2-l/4Cr-lMo Steel in Pressure Vessels and
Piping, (1970) 137
30) Wm, ratS. <PA, igg^^lSNa 4 34 ( 1965 ) 395
31) ffl*. 'Mi ibid Na2 38(1969)171
32) J.F. Saltsman, G.R. Halford, MPC-3 (1976) 283 33) R.A. Swift, H.C. Rogers, Welding J. July .54 (1976) 188S 34) G.V. Smith, ASTM DS6S2 (1971) 1 35) M.K. Booker, C.R. Brinkman, V.K. Sikka, MPC-1 (1975) 108 36) J.E. Bynum, F.V. Ellis, B.W. Roberts, MPC-1 (1975) 146 37) P. Soo, J.G.Y. Chow, BNL-NUREG-50610 NRC-8 (1977) 1 38) C.R. Brinkman, M.K. Booker, J.P. Strizak, W.R. Corwin Trans. ASME
Ser. J, (1975) 252 39) V.J. Gentilicore, A.W. Pense and R.D. Stout, "Fracture Toughness of
Pressure Vessel Steel Weldment", Welding J., (August 1970) 341S 40) J.A. Gulya and R.A. Swift, "Improved 2-l/4Cr-lMo Pressure Vessel
Steel Through Electroslag Remelting", Trans. ASME, J. of Pressure Vessel Tech., (Nov. 1976) 298
41) J.F. Copeland, "Influence of Sulfur Content on the Fracture Toughness Properties of 2-l/4Cr-lMo Steel" Trans. ASME, J. of Pressure Vessel Tech., (May 1976) 135
42) mti, #¥, ma, ^m"A5i2c\assimh-x^m^sn<D^m^^", JAERI-M 5297 (1973 )
43) | F # , mm, B7K, "Cr-Moff l<Off i«a t t©^St t (CR(3: - r*^B^f t^ l©*«" , &fc
m 64 (1978 ) 428
44) £ ¥ , *fii, & # , - /M)3*f t l /a^M-ICj ;§) I^ jPEA§S^Wff lJ ic®*l9t t©ffFf i"
&£& 64(1978)877
45) W.O. Shabblts , e t a l . , "Heavy Section Fracture Toughness Proper t ies
of A533 Grade B Class 1 S tee l " , WCAP-7414 (December 1969)
46) S B . &#j, -EteffiK')T^^fflCr-Mo^BI*>i:bBfetttt-cDffi«llttfflfFffl" &t®
64 (1978 ) 433
47) J.R. Hawthorne, E. Fortner, and S.P. Grant, Welding J. of Res. Suppl. J35 (1970) 453S
48) J.R. Hawthorne, E. Fortner, Trans. ASME, J. Eng. for Industry, (August 1972) 807
49) M. Kawasaki, T. Fujimura, K. Suzuki, et al., ASTM STP-484 (1971) 74 50) R.R. Hosbons and B.L. Wotton, ASTM-STP-484 (1971) 142
- 102-
JAE乱I-M7948
29) C.E. Jaske， H. Mind1in， 2-1/4Cr-1Mo Stee1 in Pressure Vesse1s and
Piping， (1970) 137
30) 稲垣，岡根.中島.溶接学会誌NIl4 34 ( 1965 ) 395
31) 田中.小幡 ibid NIl 2 38 (1969) 171
32) J.F. Sa1tsman， G.R. Ha1ford， MPC-3 (1976) 283
33) R.A. Swift， H.C. Rogers， We1ding J. Ju1y 2主(1976) 188S
34) G.V. Smith， ASTM DS6S2 (1971) 1
35) M.K. Booker， C.R. Brinkman， V.K. Sikka， MPC-1 (1975) 108
36) J.E. Bynum， F.V. E11is， B.W. Roberts， MPC-1 (1975) 146
37) P. 500， J.G.Y. Chow， BNL-NUREG-50610 NRC-8 (1977) 1
38) C.R. Brinkman， M.K. Booker， J.P. Strizak， ¥v.R. Corwin Trans. ASME
Ser. J， (1975) 252
39) V.J. Genti1icore， A.W. Pense and R.D. Stout， "Fracture Toughness of
Pressure Vesse1 5tee1 We1dment"， We1ding J.， (August 1970) 341S
40) J.A. Gu1ya and R.A. Swift， "Improved 2-1/4Cr-IMo Pressure Vesse1
Stee1 Through E1ectros1ag Reme1ting"， Trans. ASME， J. of Pressure
Vesse1 Tech.， (Nov. 1976) 298
41) J.F. Cope1and， "Inf1uence of Sulfur Content on the Fracture
Toughness Properties of 2-1/4Cr-1Mo Stee1" Trans. ASME， J. of
Pressure Vesse1 Tech.， (May 1976) 135
42) 藤村.古平，薄田，安藤"A 542 Class 1:同および溶接部の性能試験';J AERI -M 5297
( 1973 )
43) 喜多，清重，富永， "Cr -Mo鎮の破担量級性の異方性に及ぼす非金属介在物の影響〈鉄と
鋼 64( 1978) 428
44) 古平，中島，松本小型 3真曲げ試験片による原子炉圧力容器鋼材のJrc彼壊靭性の評価"
鉄と鎖倒(1978) 877
45) W.O. Shabbits， et a1.， "Heavy Section Fracture Toughness Properties
of A533 Grade B C1ass 1 Stee1"， WCAP-7414 (December 1969) 46) 薄田.佐納石油精製リアクタ用Cr-Mo鍋焼もどし脆性材の破境観性の評価?鉄と鋼
64 ( 1978) 433
47) J.R. Hawthorne， E. Fortner， and S.P. Grant， We1ding J. of Res.
Supp1. ~ (1970) 453S
48) J.R. Hawthorne， E. Fortner， Trans. ASME， J. Eng. for Industry，
(August 1972) 807
49) M. Kawasaki， T. Fujimura， K. Suzuki， et a1.， AS百1STP-484 (1971) 74
50) R.R. Hosbons and B.L. Wotton， AS百1-STP-484(1971) 142
-102-
JAERI-M 7 94 8
51) L.E. S tee le , "Neutron I r r ad i a t ion Embrittlement of Reactor Pressure Vessel S tee ls" IAEA Technical Report Series No.163 (1975)
52) jfiffiB1^, Tim-, £SFEJf, ffi. JAERI-M 6845
53) R.L. Klueh, "Effect of Carbon on 2.25Cr-lMo Steel" (I) Micro-Structure and t ens i l e p roper t i e s , J . Nucl. Mater. j>4 (1974) 41
- 103-
JAERI-M 7948
51) L.E. Stee1e， "Neutron Irradiation Embritt1ement of Reactor Pressure
Vesse1 Stee1s" lAEA Technica1 Report Serieむ No.163(1975)
52) 青地哲男.下川純一，安野武彦.他.]AERI -M 6845
53) R. L. K1ueh， "Effect of Carbon on 2.25Cr-1Mo Stee1" (1) Micro-
Structure and tensi1e propeパ ies，J. Nuc1. Mater. 5主(1974)41
-103-
JAERI-M 7 9 4 8
A1. 2 l/iCr-lMoiXOitfflMtil
2'ACx - lMo MSffl A S T M $ & £ Table A 1. 1 l£*-f „ ttfc, H*©{tf:tS5>« , * * •> ^^ff f lUcBS-rS^fef iE^Kff l^^LTl^ . eft;6>b*)*>£.£-Sit, A 387 Grade 22 i A 542©28JfI*5*9, . #H&f£5>ISB(i0 l i T * * **»«!, a (AN , NTSCf QT)I£J;<9, Hil#-f2 ? ? * , &#T"4 ^ x o i l ^ ' K O i S i l t l ' S c i i s ^ j ,
Table A 1.1 2 % Cr - 1 Mo MIS© ASTM
£ tt <b * & » a t* n a « Grade Class una C Si Mn P S C r Mo CkgHnm') (kg£/mm r
(* V
m 8 «
A 387 22
1 Aim . XliNT
£0 .15 £0.50 0.27
~0.63 £0.035 £0.035
1.88 ~2.62
0.85 —1.15
2 21.1 42.2 ~59.8
2 18 2 4 5 A 387 22
2 NT » - " » - - » S 31.6 52.7 ~70 .3
2 2 2 2 4 5
A 542 x Q T - " " » ' » » 2 59.8 73.8 ~87.9
2 1 4 -
A 542 x 2 QT - •' » - - - » 2 70.3 80.8 - 9 4 . 9
2 1 3 -A 542 x 3 Q T » » - - " - » 2 52.7
66.8 - 8 0 . 8 2 20 -
A 542 x 4 QT " - - » ' " ' 2 42.2 59.8 ~73 .8
2 20 -
(ft 1 ) Am. I l t l i i l NT :Mtt» L + «fei'L QT :*An+««>i-L-
<&2) ± C a * I J . ASTM. A387 -73 , A 542 -72<cJ;5.
- 1 0 4 -
JAE且I-M7948
A 1. 2 1/.Cr-1Mo繊の材料規格
2 ~ C r -I Mo鋼板の ASTM規格を TableA 1. I 11:示す。 なお，同表の化学成分は.チ
ェック分析値11:関する規格成分範囲を示している。乙れからわかるように. A 387 Grade 22
とA542の 2鋼種があり"規絡成分範囲は同じであるが熱処理 (AN， NT及び QT)により.
前者で 2クラス.後者で 4クラスの強度レベルの鋼板を得ている ζ とがわかる。
規
Grade
A 387 22
A 542
TableA1.1 2~Cr-IMo 鋼板の ASTM規格
格 化
C¥畠 S向島処理 c Si Mn
A市上";0.15 三三0.50
0.27
又はNT -0.63
2 NT " " "
QT " " "
2 QT " " "
3 QT w " "
4 QT " " "
f注 1) Am. 焼ならし
NT 焼ならし+焼もどL
QT 焼入れ+焼もどし
学 成 分
P s Cr
さ二0.0351.88
さ二0.035-2.62
" " "
" " "
" " "
" " "
W N "
{注 2) 上配規格は.ASTM， A387 -73. A542 -721cよる.
一104-
• III 的性置
Mo 耐力 I!甚強き 伸 び
(kgL-市1m'CkgVmm' (勉l
0.85
-1.15 之21.1
42.2
-5色8二三 18
注 31.652.7
注 22H
-70.3
" ::;， 59.8 73.8
-87.9 注 14
二~ 70.3 80.8
二~13" -94.9
注 52.7回 B
" ミ20-80.8
;;， 42.2 59.8
二き 20" -73.8
絞旬
C~I
二~45
::;， 45
JAERf-M 7948
A2. m%mi V4Cr-1Moaitttt«|S
1. Sff l lc f f l
m a a & a & 1 Anneal tt ( 160 T x 1,000 W x 250 L ) 4 2 N&Ttt ( 160 T x 1,000 w x 250 L ) 8 3 Q&Ttt (160 T x 1,000 w x 2 5 0 L ) 4 4 n«#jy;^w ( c ii = . 0 5 , p = .004) 1 5 " (Cu =.10 , P •-= .004 ) 1 6 » (Cu = .05 , P = .010 ) 1 7 " ( C u = . 1 0 , P = .010) 1
m]ZtlT^6& $ T * 5 0 83® 4 ~ 7 tt , *&fcJ;(>'JWH^K&;gtt3£ST'&S*1fc <fcW«ffl^tI'.4-^x.^fe®"<?, * g W $ ( i 25mmT*>4 0
2. Sf f l *X&
(1) B *:£**&*& 19 77 fpfig
(2) ASME Boiler & Presour Vessel Code Secti n&HU H'74 ^RK&a 1 976 ¥i£ Addenda
(3) IS#f, i izife^a;KW5E^" U«$W3EJi, 2V4Cr - 1 Mo E^gglSWSI&fcti i t :" (4) TSWf±«S
N - 7 1 1 9 : « « & g t t « 8 (5) ASME Boiler & Pressure Vessel Code Case 1 9 5 2 - 9
3. « W
m m Pi w m fe 1 : SA 387 Gr. 2 2 , CU 1 2 : SA 387 Gr. 22, CI. 2 3 : SA 542 CI. 1
- 1 0 5 -
JAERI-M 7948
A2.研究用 21/4Cr-1Mo鋼材仕機
1.適用範囲
本仕嫌書は.以下の 2~Cr ー 1 Mo綱試験材の製造仕織を規定するものである。
鋼種 仁3U口 名 員是主
Ann巴al材 ( 160T X 1.000 w X 250L ) 4
qfundnU1rDCO
円
t
N&T材 (160T X 1.000 w x 250 L)
Q&T材 (160T X 1.000 w X 250L
)
照射試験材 (C11 =005 . P = .004 )
(Cu =010. P"， .004)
(Cu~-.05. P=.010)
(Cu =.10. P = .010)
8
4
注 : 上記鋼極 1-3は鋼板厚さ 160mmであり，原研で多目的高温ガス実験炉において
設計されている厚さである。鋼種 4-7は，熱および照射脆化IC敏感な元素である銅お
よび燐の含有匿を変えたもので，鋼板厚さは 25mmである。
2. 適用規格
(11 日本工業規格 1977年版
(21 ASME Boiler & Presour Vessel Code Secti 11&皿。 1fl7 4年版及び 1976年迄
Addenda
(31 原研，高温材料強度研究室"試験研究用. 2 ¥4Cr -1 Mo圧力容器鋼材引合仕様書"
(41 TSW仕様書
N-7119 非破嬢検査仕様書
(51 ASME Boiler & Pressure Vessel Code Case 1 952 -9
3. 材料
本試験材は以下の材料規格に従って製造する。
鋼種 材料規絡
SA 387 Gr. 22. C1. 1
2 SA 387 Gr. 22. C1. 2
3 SA542C1.1
-105-
JAERI-M 7948
4 ~ 7 : SA 387 Gr. 22 , CI- 2
3. 1 it^fcft
ft ¥ gg # (Wt • 96)
?? # C Si Mn P S Ni Cr Cu Mo Al
m & 1~7 .15 max .
.50 max.
. 3 0 /
.60 .035 max.
.035 max.
- 2 . 0 0 / 2.50
- . 9 0 / 1.10 -
Sffitt
1~3 . 1 2 / .15
.10 max .
. 4 5 / .55
.015*> max.
.010 max .
.20 max.
2 .20/ 2.40
.12*> max.
1 .00/ 1.10
. 0 1 0 /
.030
Sffitt 4 .004 ,05
Sffitt 5 .004 . 10
Sffitt
6 .010 . 0 5
Sffitt
7 . 010 . 10
a n *igfcs-r$&ii, JK^##TB#©t>ffl£*to m&ftlfitcio^Ttt, &ffl& (SA 387*5<taSA 542 ) ©ftggElblB left o feffli
2) mmi~3o^«ttop*fj;c?cufia»i!>tt<-rs„ 3) 4 ~ 7 f t ^ © g £ f i £ » l t e , a S l~3©@«t l cJH« l t«o tfcPfccfctf Cu<iB«
(t l l ic is ig 2 ft fcffi£ ft b HJg-T 5 „ 4) ifEigWfl-fflijSc^ As , Sn. Sb, Co, B, V, T i © # * r * l i f f i a <!>*£< L, 4
3. 2 » t t « t t S «-aK*J©*ttft*lttS«J4<T«•«£©£: i „ (1) SfiSISIttg
^ 1 ^ ^ 1 2 3 4 ~ 7
»«.£( °' 2*),MPa 205 « ± 310 ja± 586 ja± 310 a±
3l3M&;*.MPa 4 1 5 / 5 8 5 517/690 725/862 517/690
<*tf ( G . L . 5 0 m m ) , * 18 « ± 18 ja± 14 ja± 18 « ±
«E *). * 40 a±. 45 K± - 45 ja±
- 106-
JAERI-M 7948
4-7 SA387 Gr.22.Cl.2
3. 1 化学成分
各試験材の化学成分は，以下の規格lζ従う。
化学成分 (Wt . %)
符号 C Si Mn P s Ni Cr Cu Mo AI
規 格.15 .50 .30/ .035 .035 2.00/ .90/
1-7 max. 口1ax. 。60 max. 町lax. 2.50 1.10
.12/ .10 .45/ .015*) .010 .20 2.20/ .1 2 *) 1.00/ 1-3
. 15 max. .55 max. 町lax. 町lax. 2.40 町lax. 1.10 .030
4 .004 ，05 目標値
5 .004 • 10
6 .010 .05
7 .010 .10
注 1)本表Ir示す規格は，取鍋分析時のものを示す。
型自品分析においては.各規格 (SA387および SA542 )の許容変動値に従うものと
する。
2)鋼種 1-3の試験材の Pおよび Cuは極力少なくする。
3) 4 -7符号の目標値空欄は.鋼種 1-3の目標値に準拠する。また Pおよび Cuは目標
値欄に記載された値をねらい製造する。
4)上記表以外の成分で As，Sn， Sb. Co， B. V， Tiの含有畳は極力少なくし，ま
たその値を分析報告するものとする。
3.2 機械的性質
各試験初の機械的性質は以下を満足のとと。
(1) 常温引掻性質
~ 2
降状点(O. 2 ~ち ) .MPa 205 以上 310 以上
引張強さ.MPa 415/585 517/690
{申び (G.L.50mmU届 18 以上 18 以上
絞り. 勉 40 以上 45 以上
-106-
3 4 - 7
586 以上 310 以上
725/862 517/690
14 以上 18 以上
45 以上
JAEBI-M 7948
(2) «*ttg
(3) ISJB§l3gttf}
400°C. 450°CfcJ:O-500°C-eK^^fT/ j : ' . \ §1318 3 , P*t t&, f*C?*5J:tfi&i9£fg
ttfc, PSft.&ICot^Ttt Code Case 1592 - 9 © f f i ' i ifcK 1 " * fc* , O u - > - t - 2 t &
fl|(<:&©fii£IEA©t<!:0
S S ^ S S Y.S fflfflf#fi (Min)
40 0 °C 183 MPa
450 °C 181 MPa
5 00 "C 172 MPa
(4) iiv-v- HC!a«©¥f f i f i£T SI m & ^ i t S o §I3S»* ,P*^JS. : MPa
•y + f - f f » l l : J /cm 2
4. t j l l g
4. 1 S i g l S #tm©i!}iilJI£EI 1 f i f f B 2 ic^-f „ ^©(Ri&liJitToii^o (1) *Sl~3ffliS^tt
fci^sR^fr^swsB, i§ea5©»tta^*ff«ofc^»rtAi-50
(2) i!4~7
4.2 » «a a
4.2.1 t£8 t t f ; i& f t ^« fC&f f l »$a&£4* -£k©£- fS „
(1) 1 1 1 Anneal : 920 ±20°C x 3 / 4 h r / 2 5 mm - F. C- ( l O O t ^ h r ) PWHT* : 677 /695°Cx 20 hr - F-C • ( 5 0 t / h r )
- 107-
JAE凪I-M7948
(2) 衝撃性質
参考として落重試験による NDTT温度およびシャルビー衝掌試験による遷移曲線を作成し
し，報告するものとする。(衝撃値，横膨出畳，脆性破面率)
(3) 高温引仮性質
4000C.450.Cおよび 500.Cで試験を行なLυ引張強さ，降伏点.伸びおよび絞りを報
告する。
なお，降伏点については Code Case 1592 -9の値と比較するため，ミルシート規格
欄』ζ次の値を記入のとと。
試験温度 Y.Sの期待値 CMin)
4000C 183 MPa
4500C 181 MPa
5000C 172 MPa
(4) ミルシートに記載の単位は全て SI単位系とする。
引強強さ.降伏点 MPa
νャJレピ一衝司書値 J/cm2
4 製造工程
4. 1 製造工程
本材料の製造工程を図 lおよび図 21C示す。その概略は以下の通り。
(1) 鋼種 1-3の試験材
連材で圧延後切断し，各符号毎所定の熱処理を与える、その後各符号毎.開先加工.溶接
および SRを行い母材部，溶接部の確性試験を行なった後納入する。
(2) 鋼種 4-7
各符号毎，所定成分IC持軍解.造魂し，荒地鍛錬した後，圧延の為各 2ケを仮溶接し圧延す
る。圧延後4ケ共同一熱処理を与え，各符号毎11:材料試験を行ない.各個の性状を確認後.
所定寸法に切断し納入する。
4.2 熱処理
4.2. 1 試験材は各符号毎に次の熱処震を与えるものとする。
(1) 鋼種 1
Anneal
PWHT*
920土200Cx 3/4hr/25 mm → F. C. C 100"C/hr)
677/6950Cx20hr → F・C.C 5 0 "C/h r )
-107-
JAERI-M 7948
(2) mm 2 N&T : 920 ±201CX 3 / 4 h r / 2 5 m m - W.Q.
640 /660°Cx 3 / 4 h r / 2 5 m m - A C -PWHT* : 67 7 /69 5 t x 20hr. - F - C ( 50 °C/hr.)
i3) mm 3 Q&T : 9 2 0 ± 2 0 ° C x 3 / 4 h r . / 2 5 m m - W.Q.
6 2 0 / 6 4 0 t x 3 / 4 h r . / 2 5 m m - A . C-PWHT* : 5 9 5 / 6 1 6 t x 20 hr. - F- C • ( 50°C/hr .)
(4) 1 1 4 - 7
N&T : 9 2 0 ± 2 0 t x l h r . - A. C-677 /695°Cx 20 h r . ^ F-C • ( 50 t / h r .)
• PWHT imfe<o®mwcftfm><D-z&Zo
4.2.2 » « t a i e ®
5. K ft
# a » w « . 4.2*ic^-rffg©ife*affl*;j;ai§asfc*«La*^x.fca, &©&8£frt t9o
5. l ^e£#5ttf i
5. 2 «*fi!£iS (i) afer*R^ffi*
9 W « £ & # (Depo.)
1 fi©tt«ffifiTl *»r ffi*©ig8=£* 1 >rm
2 HI ±
3 15 ± H ±
4 ~ 7 «f f lJ t *a , 1*3? *B*>6 l/2Tfflf i t« ti L
- 1 0 8 -
JAERI-M 1948
(2) 鋼種 2
N&T 920士20"Cx3/4hr/25mm → W.\~.
640/6600
C x 3/4 h&/25 mm → A.C
PWHT* 677/695"Cx 20hr. ..... F.C. (50oC/hr.)
(3) 鋼種 3
Q&T 920士200
Cx 3/4 h r./ 2 5 mm →VI'.Q.
620/640"C x 3/4hr./25 mm →A.C.
PWHT* 595/6160Cx 20hr.→ F . C. (5 0 oC/h r . )
(4) 鋼種 4-7
N&T 920士20"Cxlhr. → A.C.
677 /6950C x ~O hr.→ F.C. (50"C/hr.)
* PWHTは所定の溶接後に行なうものである。
4.2. 2 熱処理記録
加熱温度の測定および制御は.同一炉内に袋入された製品のうち最高および般低となると予怨
される位置に熱伝対を接触させて行なう。
温度は自動記録計で記録する。
5. 鼠験
各試験材は， 4.2項 11:示す所定の熱処理および溶接後熱処理を与えた後，次の試験を行なう。
5. 1 化学成分分析
取鍋分析に加えて試初余長部よりサンプルを採取し.製品分析を行なう。
分析は.母材部分および溶着金属部分について行なう。
5.2 機械試験
(1) 試材採取位置
各試験材は下表』ζ示す知き位置から試初を採取する。
鋼、之、? 母 材 部 溶接甑(Depo.)
1 仮の片端函直下 1ケ所 任意の溶接余畏 1ケ所
2 板の両舗面，各 1ケ所
同上表面から 1/4T深さの位置
3 向上 向上
4 -7 仮の片端面.1ケ所
なし表面からl/2Tの位置
-108-
JAERI-M 7 94B
(2) K R i l j s i ^ S f i
a. «£}gB
i$ » S R & K S IS » ft a s i i t i f t
31 36 & t* ft fi W 2 JIS Z 2201,14^(10 0X5OG.L.)
S I i t » NTD-Tfflftjg WR 3 E208 , Type P - 3
•V+^b Q—sS^ * » ! & « & £ WR 18 JIS Z2202, 4*1
91 56 a B 400 ,450, 500°C W # 2 . It 6 10 0X5OG. L.
3* & a a JH m H ft IS it K K fr « ft
§i « a «* ft ffl W 2 JIS Z2201, 14<tUO0x5OG.L.)
& « tt I* NDT-Tfflftfe WR 8 E 208 , Type P - 3
i/ + ; u e - t t U SfclftiiiSfefe WR 18 JIS Z2202, 4<§-
3i se a a 40 0,450, 500 °C W * 2 ,. It 6 10 0 x 50G.L.
5.3 fe^WK^ (i) fen&Koissje
«• l^Blr©IStt*»t.-«-vr^*CE«JL, J I S G 0551 ICtfEO*-*-r:M t & i l t i g £
12) « t t l f t i i l t t£g
5 « t ° ^ 7 - ^ H - \96-fA f-n<tc£ 0fTtttr\ S S f i f g * 200 fe ©¥SEK J: <9fr« ?„ (3) * .*Sf i ! lS
s-asMas. ewa5ff.*©iyflJfJ;'9*v7"^^smL. J IS G 0555 ices^»#K*
(4) -7 ;? n jjattKf* » a i~3©a^w©®ga5«, ff«©i®gii«»Tffii -RiT©^Bv^nfii»is^^ff«9o
5.4 Ji(±1--«r©K«lCol,->r , ^©a^fT-SK^ff l f i* JSW0ffiffl*&*-f S i C S K t S o .
- 1 0 9 -
JAERI-M 7948
(2) 試験項目および要領
上記の要領で採取した試材各 1ケに対し，次の機械試験を行なう。
a. 母材部
試 験 試験温度 方 向 数 量 試験片規格
引張試験 常温 w 2 JIS Z 2201，14号00世x50G.L.)
落重試験 NTD-Tの決定 WR 3 E208，Type P-3
シ-j>'レピー試験 遷移曲線決定 WR 18 ]IS Z 2202， 4号
引張試験 400.450.500.C w 各 2.計 610世x50 G. L.
試 験 試験温度 方向 数 量 試験片規格
引張試験 常温 w 2 ]IS Z2201， 14号(10世x50G.L.JI
落重試験 NDT-Tの決定 WR B E 208 . Type P -3
シャルビー試験 遷移曲線決定 WR 18 JIS Z2202. 4号
引張試験 40 O. 450， 500.C w 各2..肘 E 10世x50G.L.
5.3 冶金的試験
(1) 結晶粒度の測定
各 1ケ所の試材からサンプルを採取し， JIS G 0551に従いオーステナイト結晶粒度を
測定し報告する。
(2) 顕微鏡組織観察
各 1ケ所の試材からサンプルを採取し.顕微鏡組織観察を行なう。腐食は 2%硝酸または
5%ピクラール +1%ナイタールにより行ない.報告は倍率 200倍の写真により行なう。
(3) 清浄度測定
各試験材毎.母材部任意の 1ケ所よりサンプルを採取し， JIS G 0555 IC従い清浄度を
測定報告する。
(4) "7クロ組織試験
鋼種 1-3の試験材の溶接部':1:，任意の溶接線断面 1ケ所の全面マクロ組織試験を行なう。
試験結果は写真にて報告する。る。
5.4 以上すべての試験について.その試験片位置詳細は各 jSW図面の指示すると ζ ろに従う。
なお.図面の指示と本仕様書とに相違が有する場合は図面が優先するものとする。
-1ω-
JAERI-M 7946
6- * $
&H«*f<i, «ftA®tftlCT9:©ffi«^«^fT«9„ #®«&«Hff i f i JSWtta$# N - 7119
6. 1 j B ^ a ^ f l l ^ a (UT )
6.2 &*)*»&« (RT) mm 1 - 3 SgaBIC-o^Tfi , 6. 15CUTICAPX. R T ^ f T ^ ^ o
6.3 i » S M f ( M T ) I I 1 - 3 «iSfcctO'®^SBIC-t>OTffl^ff^Oo ttfc, ilf& US ft tc-31 v r i g f gMCft 4 S . JSW©@
£ $ g £ LT MT & S £ f r tt 9 0
7. £ *
ssn-3©&&<*.^#©g®®#(cttevcfrtt•?„
a aa is»
(i) f t ^ » « ^ « (2) (St tK^iig* (3) ^-sfe^wttei s (4) # © « & « * £ * (UT , RT , MT ) (5) M ^ S I E S (& SR ) (6) ®g=IB*i ( £ S S ? g & # )
- 110-
JAERI-M 7948
6. 検査
各試験材は.納入形状にて次の破壊検査を行なう。非破壊検査委領は JSW仕様書 N-7119
le従う o
6. 1 飽音波探傷検査(UT)
垂直法iとより，主表面から全体積を探傷する。 ζれに加えて溶接部は 45。の斜角探傷を行なう。
6.2 放射線検査 (RT)・・ H ・H ・'"・ 鋼種 1-3
溶接部については. 6. 1項の UTIζ加え RTを行なう。
6.3 磁粉探傷検査 CMT)・H ・H ・..… 鋼種 1-3
端商および溶接部についてのみ行なう。なお，溶接開先についても溶接le先立ち. JSWの自
主検査として MT検査を行なう。
1 溶接
鋼種 1-3の溶接は.添付溶接要領書に従って行なう。
また.溶接後処理は. 4.2項の規定に従う。
8. 提出肥鎌
II!品納入と同時に次の記録を 3部提出する。
(1) 化学分析結果
(2) 機械試験結果
(3) 各種冶金的試験結果
(4) 非破嬢検査結果 CUT.RT. MT)
(5) 熱処理記録(含 SR)
(6) 溶接記録(各種溶接条件)
-110-
JAERI-M 7948
E
*a a
Sf
mm 1 « 8 3
IN a 2
0)
«0«r(H^
MM 1 JM JI 2 Mflj 3
1 1 «§ £ « i U tit * tt S ftAftUfe
M ft *n r
i§ S
iS 1 « i 1 1
u 5? # m »T
* (* a K
?* y -f v ?' # A ft
& 4 ( UT, MT . RT, )
Fig. A 2 - 1 8 g 1 ~ 3 K i i l *
- Ill -
JAERI-M 7948
切断個所
(仮取り)
銀樋 l 鋼服 2 鋼積 3
開 先 加 工
溶 接
試 材 切 断
機 械 試 験
グ ラ イ
検査 (UT.MT， RT.)
Fig， A2一l 鋼種 1-3製造工程
-111ー
JAEBI-M 7948
4 U K S
5t Jn r
6 *s x xs 7
S.
« ft
<& S
#fflaicw«f (a*f CJBf «• )
« w a ^ |
7" 7 4 v #' # A t\
C U T )
Fig. A2-2 mmi-T&mx®
- 112-
J AERI-M 7948
Fig. A2 -2 鋼種 4~7 製造工程
-112-
JAKR.I-M 7948
Fig. A2 • 3 mm I fccktf 2 ©$&&&** (Anneal, NoTtf) © K f W m S
(DFP '• Detailed Fabrication Procedure) Project :
2 M C r - l H o a H ^ l t Fab. & QC Seq. No -
8 ft ft % (Description)
® ft 815 g fa (Name of weld Joint) U M «
# KB 13 m Weld No QT Na PQT Na DWPNa
¥1 ff SA387 G r . 2 2 C l . l (Anneal)
i§ ft ft • SMAW-MA • SAW-AU D GTAW • GMAW
£ ft S5 » • F Q H • V •
tt « T - 7
m ft » SMAW-MA
& m C MA 106 CMA106 tt « T - 7
m ft » SMAW-MA
W & (mm) 4.0 0 5.0 * tt « T - 7
m ft » SMAW-MA
o v h & #
tt « T - 7
m ft » SMAW-MA
ftSflSx^H H 300 ~ 350 "Cx lhr . min, • 150 ~ 200°Cx 1 hr. min
« « * ft W ft
SAW-AU SAW-BA
«S ffi JS521 A JS521 A « « * ft W ft
SAW-AU SAW-BA
t* S (mm) 4.0 # 4.8 0 « « * ft W ft
SAW-AU SAW-BA
t - 1- S *§:
« « * ft W ft
SAW-AU SAW-BA
7 7
•'/
9 -A
*8 ffi MF 29 A MF29A
« « * ft W ft
SAW-AU SAW-BA
7 7
•'/
9 -A
'< •? ^ £ f-
« « * ft W ft
SAW-AU SAW-BA
7 7
•'/
9 -A e * fi K x m no • 200-250 t x lhr.min, • 150 ~ 200 t « 1 hr. min
TIG 8 ft # ft
GTAW - MA
•> - ^ K if 7. 8E • (-A/min.) TIG 8 ft # ft
GTAW - MA m ft # & m * *' * •£/min.
TIG 8 ft # ft
GTAW - MA m ft # mm (mm)
TIG 8 ft # ft
GTAW - MA m ft # b - H ?
¥• m a * 200 / 250 1C '< * p H m 200 / 250 °C i S f t » « S i a » 2 0 0 / 2 5 0 ^ & » «t a 685 ± 1 0 t x 2 0 h r fc ft nO « fi • DT D PT • MT • UT U RT D
f£ ft * & * • DT D PT D MT D UT • RT D s ft * ft * D DT D P T • MT | UT • RT •
*
ft
(« ft ft m # S (mm) m ft 55 # « « (A) « E (V) (mm/min)
*
ft
SMAW-MA ^ - MB 4.0 * AC F 160 ± 20 25 ± 3 180 ± 50 *
ft SMAW-MA H 5.0 <t> AC F 220 ± 20 25 + 3 180 ± 50
*
ft
*
ft SAW-AU* ffil 4.0 * AC F 500 / 550 3 0 / 3 2 300 ± 50
*
ft
SAW-AU* " 4.8 <t> AC F 600 / 650 3 0 / 3 2 300 ± 50
*
ft
*
ft
* SAW-AUfflA&fi, 4 2 K J / c m « T i - r « 0
*
ft
1 - 1 1 3 -
JAF:ll.I-M 7948
Fig. A2・3 鋼極 1および 2の溶接試験材 (Anneal，NoTけ)の製作方案書
(DFP : Detai1ed Fabrication Procedure)
Project : Fab. & QC Seq. Nu
2 y，. Cr -1 Mo鋼試験付
溶 接 内，骨Y坐， (D由。ription)
溶接部名称 (Naraof weld J四日t) U 開発
ョ一一点 図面 Weld Nu QT Nn PQT Nn DWP Nn
ヰオ 質 SA 387 Gr. 22 CI.1 (AnneaI)
溶 接 法 • SMAW -MA • SAW-AU 口 GTAW 口 GMAW
溶接 姿勢 • F 口 H 口 V 口
銘 柄 CMA 106 CMAI06 Ml榎アーク
溶俊俸機径 (mm) 4.0 o 5.0世
ロット番号SMAW-MA
乾燥温度×時間 1・ 300~ 350 "c x 1 hr. min，口 150~ 200 .Cx 1 hr. min
ワ 銘 柄 J5521 A JS521 A 潜弧溶接
イ 俸径 (mm) 4.0 o 4.8 o 材料 ヤ
ヒート番号
7 銘 柄 MF29A MF29A SAW-AU フ
ツ パッチ番号SAW-BA ク
ヌ 乾燥温度 X 時間|仁1 200 ~ 250.C x 1 hr. min，・ 150~ 200 "c x 1 hr. min
TIG溶 接材料シールドガ ス 流量(.t/minJ
銘 柄 裏 ガ「 ス .t/rnin.
GTAW-MA 溶 接 棒 棒径 (nm)
ヒ ー ト 番 号 リング
予熱 温度 200/250 "c パス悶温度 200/250.C 溶接後保持温度 200/250 "c
「瓦 熱処理 685士IO.Cx 20 hr
溶接前検査 • DT 口 PT • MT 口 UT 口 RT 口
溶俵中検査 口 DT 口 PT 口 MT 口 UT 口 RT 口
「逗接後検査 口 DT 口 PT • MT • UT • RT 口
溶接法 層 棒径 (mm) 極性 姿 勢 電流 (A) 電圧 (Vl 手tLAlb〉
SMAW-MA b語 4.0 o AC F 160土20 25土3 180士50溶
ウラJぜy
SMAW-MA " 5.0世 AC F 220士20 25士3 180士50
接
SAW-AU. 他 4.0骨 AC F 500/550 30/32 300士50
条 SAW-AU. " 4.8ゆ AC F 600/650 30/32 300土50
件• SAW-AUの入熱は， 42KJ/crn以下とするロ
nAU --
JAEBI-M 7946
Fig. A2 • 4 mm 3 ®®mtg.®ti (Q & T m vmftxmt (DFP: Detailed Fabrication Procedure)
Project : 2 WCr - l M o * a * H
Fab. & Q C Seq. Na
® ft fl S (Description)
» ft 95 g » (Name Of weld Joint) u m m % m m m Weld Na Q T Na PQT Na DWPNa
W H « ft ft • SMAW-MA D SAW-AU D GTAW • GMAW
Sf ft & » • F O H a v a $ « r - ? ® ft #
j SMAW -MA
& ffi C M A 1 1 6 C M A 1 1 6 $ « r - ? ® ft #
j SMAW -MA
# g (mm) 4.0 <S> 4.0 <t> $ « r - ? ® ft #
j SMAW -MA t - h I ?
$ « r - ? ® ft #
j SMAW -MA K i i B i x i# na • 300-350 "CX 1 hr. min, O 150 - 200 °Cx 1 hr. min
8 « S ft « $
SAW-AU SAW-BA
7 #8 #5 US - 542 U S - 5 4 2 8 « S ft « $
SAW-AU SAW-BA
7 * S (mm) 4.0 « 4.8 *
8 « S ft « $
SAW-AU SAW-BA
7
t - 1- § ^
8 « S ft « $
SAW-AU SAW-BA
7 7 & « MF29 A M F 2 9 A
8 « S ft « $
SAW-AU SAW-BA
7 7
'< V + S 9
8 « S ft « $
SAW-AU SAW-BA
7 7
£ « f i l X B# RB D 200-250 °C* lhr. min, • 150 ~ 200 °Cx 1 hr. min
TIG m ft # $
GTAW -MA
'y - ^ K A" ?. m ft U/mm.) TIG m ft # $
GTAW -MA m ft * & m % il T. -4/min.
TIG m ft # $
GTAW -MA m ft * W S (mm) i) W
TIG m ft # $
GTAW -MA m ft * fc - h S *§ i) W
=? & fi K 200 / 250 t >< * rs & m 200 / 250 t S f t S i S S f i K 2 0 0 / 2 5 0 t '« *fe ffi a 605 ± 10°Cx 20 hr. S ft W & * I DT D P T B MT D UT D R T D & ft * ft * D DT D PT • MT • UT D RT D s ft a ft ic • DT D PT • MT • UT • RT •
ft
ft
& ft ft m t* 81 (mm) g tt £ » « « (A) '« E (V) iiSE (mm/min)
ft
ft
SMAW -MA •>7/^gas 4.0 # A,C F 160 + 20 2 5 x 3 180 ± 50
ft
ft
SMAW -MA » 5.0 <S A,C F 220 ± 20 25 ± 3 180 ± 50
ft
ft
ft
ft
SAW-AU* m 4.0 0 A,C F 500 /550 3 0 / 3 2 300 ± 50 ft
ft
SAW -AU * » 4.8 * A, C F 530 / 6 0 0 3 0 / 3 2 300 ± 50
ft
ft
ft
ft * SAW-AU ©A&fi, 42 KJ/cm i f - S o
ft
ft
- 114 -
JAERI-M 7948
Fig. A~ ・ 4 鋼種 3の溶接試験材 (Q& T材)の製作方案書
(DFP: Detailed Fabrication Procedure)
Prqject Fab. &QC Seq. No.
2 ¥4Cr -1 Mo鋼試験材
溶 接 内 何骨句 (Descripu叩)
溶接部名称 (Nameri weld J oint) U 開発
参 照 図面 Weld No. QT Nu PQTNo. DWP No.
u 質
溶 接 法 • SMAW-MA口 SAW-AU 口 GTAW 口 GMAW
溶 後 姿勢 • F 口 H 口 v 口
被覆アーク
溶接様棒径 (mnu 4.0 o 4.0世 |
SMAW-MA ヒ ー ト 番 号 |
4 乾燥温度×時間l・300-350 'cx 1 hr. min 口 150-200 'cx 1 hr. min
ワ銘 柄 US司 542 US -542
潜弧溶接棒径 (mm)イ 4.0 o 4.8ゆ
材料ヤ ヒート番号
フ 銘 柄 MF29 A MF29 A SAW-AU フ
SAW-BA ツ パッチ番号ク
乾燥温度×時間|口 200-250 'c x 1 hr. min.・150-200 'c x 1 hr. min ス
TIG溶接材料シ -)レドガ「ス 流量(.t/minJ
銘 柄 裏 ヵー ス .t/min.
GTAW-MA 溶 綾 俸 俸径 (mm)
ヒート番号 リング
予熱 温度 200/250 'c パス閲温度 200/250 'c 溶接後保持温度 200/250 'c
後熱 処理 605士10'Cx 20 hr.
溶銭 前検査 • DT 口 PT • MT 口 UT 口 RT 口
溶接 中検査 口 DT 口 PT 口 MT 口 UT 口 RT 円}
溶接 後検査 口 DT 口 PT • MT • UT • RT 口
溶接法 届 棒径 (mm) 極性 姿 勢 'IIi流 (A) 電圧 (V) 務l/mω
溶SMAW-MA Jレ ットリ罰部5
ウラ，、 4.0 o A.C F 160:t 20 25:r: 3 180土50
SMAW-MA " 5.0 o A，C F 221'士 20 25士3 180土50
接
ト一S一A一W-AU中 他 4.0ゆ A.C F 500/550 30/32 300士50
条 SAW-AU* " 4.8世 A.C F 530/600 30/32 300士50
件* SAW -AUの入熱は， 42KJ/cmとする。
-114-
JAEEI-M 7 9 4 8
#11 1. MfttoXfci^gBftgpMTi 2. Fit-up teXtf^-m 3. ©fc iWDOiSg
4. S ^ v U
5. @ © ^ g
6. SR
Fig. A2 • 5 I S a i ~ 3 © & g # l 6
115
JAERI-M 7948
手順 1. 開先加工および開先部MT検査
2. Fit-upおよび予熱
3. ①および②の溶接
4. 裏ハッリ
5. ③の溶接
6. SR
20
。由同
①
Fig. A2・5 鋼種 1-3の溶接手順
-115-
JAEBI-M 79 48
A3. #BW*«3tfX*«*pE»S»<0«ffl*# 54)
(1) Stt-ttffl St i t % 6
a w E * ts: '«• a ft
1.7 5X10* hr (20*?.
4 5.0kn/c* ?
4 4 O'O
i o oxmmm)
(2) iiSttffll a e E # a e a ft
4 0.8ka/cd'7
4 0 0'C HO. 3 3'0/*» -0.5 'C/"»
ft^*tt^ra*}» 3.8X10" (BsaiMeV, 8 0 * S » * >
(3) ^Ibt^W ft * E 13
ft X fi ft
ftfcffift^fc* w^y
K n « a si.»
4 0.8ka/cJ'?)aT
4 0 0'OJslT
-1(TC/W<
5 2 OH
(4) K&ttffl ft * E 1)
ft ss a ft
4 3ki/cii* ?
4 4 5"C (#*Sff i ) + 5"0/«»« - 4 4'C/Sw 4 OH
(2»Sfrt£«IM
(5) aistKss ft * E A
ft A M. ft
4 6kg/bi
4 4 5'G (tfxSft) m 5 5 O'C ( « E , 8t«fcJP£fttb)
SWaSft^ft* W*J + 5*0/«w - 8 0"C/»* (£S©A©»f;
- 1 1 6 -
JAERI-M 7948
A3.多目的高温ガス実験炉圧力容器の使用条件
{]I 設計状態 設 計 寿 命 1.7 5 xIO・hr(20年. 10 O!事稼動率J
設 針 圧 カ 45.0k，ψ令..， 設.針 温 度 440'0
(2) 通常状態 運 転 圧 カ 4 0.8kvca!. ， 運 転 温 度 400'0
最大f及変化率(ガス}十0.33ゆ姻-0.5 '0/踊
最大中性子照射量 3.8xIO'・ (Eミ0.lMeV.80%稼動率}
¥31 変動状態 最 大 庄 力 40.8kQ/'cI1・F以下
最 高 温 度 400'0以下
長大温度変化率(ガスJ -1110，;1踊
変動状態回数 520回
(41 緊急状態 最 大 圧 カ 品311:φ〆cli.， 最 高 温 度 44 5'0 (ガス温度J
最大温度変化率〈ガスJ 5.0/匂a t単一制御婦の51銭}
-44'0/鳩 ( 2重管内管破断J
緊急状態回数 40回
(5) 鎮傷状態 最 大 圧 カ 46kQ/cJ!
最 高 温 度 44 5'0 (ガス温度』
約550'0【常庄.後備冷却系作動}
最大温度変化率(ガスJ + 5.G/鴫 {1対制御絡逸出}
-80'0，;1踊 (配管の大破断J
4
aa--4r
-、，
-116-
