# Fileset

[NRIMNews1980-11.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/c6919dcc-61a3-4eb8-88a9-8b6d106597ac/download)

## Creator

吉沢 慎介

## Rights

In Copyright[In Copyright](http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/)

## Other metadata

[金材技研ニュース 1980 No.11](https://mdr.nims.go.jp/datasets/70eabdf8-e14a-4802-850e-d122138efcc3)

## Fulltext

i〇一．ゼE①o一一〇＝蜆⊂○箏○コーooo－o〕o＝あ○蜆oo．］o－Eo－ooo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］o〕f←‘■N0．11金属材料技術研究所溶接継手の疲れき裂伝ぱ特性データシート　溶接によって製作された構造物では，溶接施工上の制約によってその使用開始時においてすでに部分溶込みなどのき裂状の欠陥の存在を避けることができない場合がある。そして，このようなき裂状の欠陥は，使用負荷などの変動で繰返される荷重によって疲れき裂として成長し，やがて破壊することがある。そこで，疲れき裂がどのようにして成長してゆくかということを明らかにすることが重要である。疲れき裂伝ぱの特性を表すには，疲れき裂が1回の荷重繰返し当りにその長さをどれほど増すかを示す疲れき裂伝ぱ速度，da／dn，とき裂先端の応力場の強さを表すパラメータである応力拡大係数の範囲，△K，の関係を求めることが広く行われている。　疲れ試験部では，溶接継手について上述のda／dnと△Kの関係を求めるデータシート作成業務を昭和54年から開始した。すなわち，板厚20㎜の溶接構造用圧延鋼材SM50Bについて，一般に用いられている3種の溶接法，被覆アーク，ガスメタルアーク，サブマージアーク溶接法，によって数種類の溶接継手を製作し，板幅200㎜の中央き裂試験片を用いて，da／dnが1O■2～1O■8mm／回の範囲にわたって，疲れき裂が溶接線に沿って成長する場合の疲れき裂伝ぱ特性のデータを求めた。き裂の伝ぱ部位は溶接金属と溶接熱影響部である。図は結果の例であるむ溶接のままの溶接継手の疲れき裂伝ぱ特性は，溶接部位によらずほぽ同一で母材のそれにくらべ劣り，借にda／dnが小さな領域でそれが顕著である。なお，この特性は異なる溶接法によって製作した溶接継手のそれとも同一であった。また，この特性は引張平均応力が加わった場合に母材で得られるとされる特性と類似している。別に行ったX線残留応力測定法によって求めた残留応力分布は，試験片板幅中央附近に引張残留応力が存在することを示し，き裂はこの弓1張残留応力域を成長している。従って，溶接のままの溶接継手の疲れき裂伝ぱ特性が母材にくらべ劣るのは溶接引張残留応力のためであるといえる。溶接後熱処理を行って残留応力を除去した場合の特性が，図の黒丸印で示されるようにほぽ母材並に改善されたこともこの説明を支持している。　上記の結果は，本年出版される疲れ強さデータシートに掲載されるので，これらのデータを用いて重要部材の余寿命予測，定期検査問隔の決定などが行われ，構造物の保守，管理に役立つことが期待される。一1一lo■岳lo■上^芸！ミ昌10■三ミ｛ 1掲迅哩粛10■杣阜ダ一増欝珊珊唖冊巾一’〒一榊o干屋 ○胡拍主日哺＾蜆加1lo■＾鶉塙咄■岳｝＾舶圭1●榊舳，1帥舳胆，＝地 ○目　＾o 塩lo■ 釜 　□田10　皇○　　ヨo　lo0　20応力拡大係数の範囲，＾剛Mw血ヨ”］＾則MN加ヨ”〕図　SM50B溶接継手の疲れき翠伝’　ぱ速度と応力拡大係数の範囲の　関係高遠増殖炉用オーステナイト系合金のボイドスエリング　ウラン燃料の有効利用を可能にする高速増殖炉は，現在世界各国で実用化に向けて研究開発が進められている。高速増殖炉では高エネルギーの中性子（E＞O．1MeV）によって，燃料被覆管やその集合体のラッパー管に種々の照射損傷が引き起こされる。そのうち最も重要な損傷のひとつにボイドスエリングがある。これは金属の体積膨張（スエリング）をもたらす現象であって，炉の運転時の信頼一性及び安全性の観点から，スエリング量の小さい材料の開発が要求されている。　中性子照射では施設が限られていることや年単位の実験時問が必要なことなどの理由から，材料開発の手段として広く用いられている方法として，イオン照射による短時問のシミュレーション（模擬）実験がある。原子炉材料研究部では，当所のペレトロン型加速器を用いたプロトン（水素イオン）照射によって各種合金のボイドスエリングのシミュレーション実験を行い，よリ耐スエリング性の優れた金属材料の開発を行っている。　現在高速増殖炉の燃料被覆管やラッパー管の候補材料としては，オーステナイト系合金が有望視されている。当研究部では，高速増殖炉用オース写真　ボイドの透過型電子顕微鏡写真　　照射条件：600℃，15dpa　　A；Fe－25Ni－15Cr合金　　　　スエリング量43．9％　　B；Fe－45Ni－15Cr合金　　　　スェリング量O．9％テナイト系合金開発の第一歩として，基本となるFe－Ni－Cr合金のボイドスエリングの照射線量依存性を調べた。写真は，Fe－25Ni－15Cr合金とFe－45Ni－15Cr合金の同一照射条件下（600℃，15dpa）でのボイドの透過型電子顕微鏡写真である。Fe－25Ni－15Cr合金に比べてFe－45Ni－15Cr合金の方がはるかにボイドの密度や大きさが小さいことがわかる。特にボイドの密度に著しい差がある。これは，Ni量が増大するほど，ボイドができにくいことを意味している。図は，両者の合金と316鋼について，600℃の照射温度でのボイドスエリングの照射線量依存性について調べた結果である。この図からわかるように，Fe－25Ni－15Cr合金とFe－45Ni－15Cr合金とを比較した場合，後者の方がスエリングの開始する照射線量も大きく，スエリング量の増加のしかたもゆるやかであることがわかる。また，316鋼のNi量が約12％であるのに，Fe－25Ni－15Cr合金よリも小さなスエリング量を示すのは，316鋼ではMo，Siその他の添加元素がスエリングを抑制しているからと考えられる。今後，これらの添加元素の影響について調べてゆく予定である。250200§口目150ト、、H×1OO50月。’Fe－25Ni－15Cr■’SUS316　　　　　　　　o　　　　　　　■　　日　　／　①　　　’　　　　　　　　　　　　　　　’’’　、’／　　　　　　　　、一一・ル’　。。。’　　　　　　　　　’’F百一45Ni－15Cr。む！二二　Ol02030405060708090100　　　　　　蜥射線最（dpa）図　各種才一ステナイトステンレス合金　の600℃におけるボイドスエりング　の照射線量依存性一2一　　　　　　　　　　　　　超微細粒二　最近，自動車用鋼板としてデュアルフェイズ（二相）鋼が話鐘を集めている。金属をミクロに見ると，原子が規則正しく並んだ構造の結晶から成っている。鉄の緒晶にはα鉄とγ鉄の二種があり，これらをそれぞれα相（フェイズ），γ相といっている。デュアルフェイズ鋼は焼入相である強度の高いマルテンサイト（α’）と，柔かいフェライト（α）またはオーステナイト（γ）など複数の相を含み，これらの相の利点が相補って優れた機械的性質を示す材料である。　二相含金にはさらに，結晶の大きさ（結晶粒径）を趨微細化しうるという著しい特徴がある。一般に材料の強度を高めるほど，もろくて破壊しやすい（脆佳という）特徴を有するが，結晶粒を微細一化するほど脆性が消失し，靱性のある材料が得られる。この理由は隣り含う結晶粒の境界が破壊に対する抵抗となるためである。単一相では，結晶粒を微綱化する隈度は7μmほどであるのに比べ、二相では呈μmもの趨徽綱粒が容易に得られるので，その効果は非常に大きいはずである。しかしながら従来二相含金で，結晶粒が趨微細化したために靱性が園立って向上したという報告はほとんどない。我々の予備実験でも，単に二欄の超微細粒としただけでは，靱性向上にはむしろマイナスの作用すら与えることが明らかとなった。　強カ材料研究都では，この原因を調査した結果，α十γ二梱域に加熱する過程と室温に冷却する過均質化処理、「　二繊均質化処理（囲〕従衆の方法「　　二11鐵水焼　　lb）前加二〔を加える方法図1　言式料の処理方法の比鮫相強カ鋼程で生ずる相の変化（変態）が可逆的なため，最終的には破壊を抑制する有効な結晶粒界ができないことが判明した。この変態の可逆性を除去することを冒的として，二相域に加熱する前のα’相に前加工を加え，結晶に乱れを与える実験を行った。図1は従来の方法と前加工を加える方法を比較した図である。周いた材料は時効析出により強化するF㌍16％Ni－4％S1含金で，均質化処理後のγ相の粒径が0．15㎜，室温ではα’相である。これを二相域に加熱後冷却し，加熱温度にょってα’十αまたはγ十αの二相とした後，時効によ｝）強化して引張誠験に供した。　図2は引張強さと破断時の断面滅少率（絞り）の関係を示す。α’十α組織ではα’相が時効強化’されるため，強度が高い。前加工によ†）強度とともに靱性、延性の尺度である絞リが向上しているが，これは従来法でみられた粗大γ結晶粒の粒界や粒内の脆性破壊が完全に姿を消したことから見て，結晶粒が見かけ通り趨微細化した結果と考えられる。γ十α組織は強さは低いが絞りが大きいのは，γ相が変形中にα’相に変態する（加工誘起変態，TRIP）ためであり，絞り加エヘの応用が考えられる血　このように，前加工を加えることにより，二欄であるための複含効果とともに，超微細粒による高い靱性を兼備した強力含金を得ることが可能となる。6θ（40ま鎧20　　　　　　　　Fe－16％Ni－4％S量　　　　　　　　　　加える方法丁笥腎す　／　　旦　10θ　　　　　　　　120　　　　　　　　140　　　　　　　　160　　　　　　引張強さ（kφ／固而2）図2　除16％Ni－4％Si二相含金の室温弓1張　　試験における弓1張強さと絞りの関係一3一【出願公開発明の紹介】電気接点材料　　　　　　　特公開昭54－28220　　　　　　　　　　　　　　　　　日召干口54年3月2日　現在，電気接．1’工材料・としてAg－CdO系合金が，佼能に優れ広く使用されているが，Cδの人体への影饗が火きいため，これに代るぺき被一点材料が要求されている。’本発明はAgにZn，Cu，Liの各酸化物が入ったもの及びこの他にIn，Snの酸化物が入った電気接一煮材料であり、接、々特性である耐消耗性，1鮒溶満性が優れ工業的利用が’火いに期待される。非調質禽張力鋼　　　　　　　特公開昭54－33820　　　　　　　　　　　　　　　　　日召棚54年3月ユ2日　従栄，嵩張力鋼の製造は制御圧延によるカ㍉あるいは庄延後に調質処理を■施すのが遭例であるが，この場含，厘延機の滴耗を単めたり、熱処理設備が必要となるなどの問魑一蚊がある。本発明は，CO．05－O．09％，SiO．15～O．60％，MnO．8～1．5％，Ti0．15～O．40％，残郁鉄及び許容搬の不純物であり，TiとCの比率が3～4．5であることを特徴とする非調質高張カ鋼で，箭11御圧扱や1粥質処理を必要とせず厘延のままで製造珂能な優れた商張力鋼である。蟹解層不溶牲合金　　　　　特公i郡召54一皇7812　　　　　　　　　　　　　　　　　買召禾口54率F4月王室日　従来，各棚電解操作における不溶樹暢極材料として1二｛ヨ金や鉛が用いられているが，倉念は高倣であリ鉛は公審間魑や胴す食性が劣るなどの欠一煮を有している。’傘発卿ま，Ni－Ta系、及ぴNi－Ta－Ti系の電解用不溶性含金で，従来の間魑I－1虹を解消した耐釧‘仁，電導性にf墾れた電薇材料で一あり，特に硫酸駿性水溶享仮中における不溶件陽敬材率；1・として優れている。電解用不溶性合金　　　　　　特公脚I砺4－4782ユ　　　　　　　　　　　　　　　　　日召孝πコ54一勾三4月14日　従米の不溶一1喋1；易極材米1一については，椀記したとおりである。本発≡郷は，Ni－Nb系，Nb－Cu系，及ぴM－Nb－Ti系の斑解芦書不溶性合金て’’，耐食性，電導惟に優れた電概材料で’あり，特に塩化物水溶液11111における塩繁発生用の不溶僅陽極としての催能が・優れているので，海水中における電気防食用の陽極などへの利用が期待される。繊維型複合金属の製造法　　　特公1縄昭54－48609　　　　　　　　　　　　　　　　　　蔓召禾口54左F4月17日　本発明は，適当な間鰯に醐古1した複含用繊維とマトりツクス金属繊維とからなる織物をマトリックス金属溶湯申に’直被浸漬し，同時に趨普波をかけて複含化を行い，繊維魏複含金属を■製造する方淡である。この方法は従来法に比ぺ繊維の取扱いが容錫で，巡遼な複含化処理が可能であつ、工業化も答易て’’ある。溶鋼の連統脱ガス処瑠装置　　特公開昭54－48625　　　　　　　　　　　　　　　　　　H召矛口54羊F4月17臼　従来の連続脱ガス装糧は滞留時間が長いことや溶鋼申の到蒐ガスには適さないなどの間題点がある。本発日月は、密閉状態て’’奥空精製とプラズマ精製とを組含わせたことを特徴とする・連続脱ガス処理装機であり，水繁，酸一素，窒1葉を除玄すると同時に，温度を調整することができる。また連続鋳造に必要な溶鋼の温度調節を行うことができるという利点があり、従来の間題点を解決した実用に耐える連続脱ガス精製裟滋で’ある。銑鉄叉は鋼の連統製造法　　　特公闘昭54－49912　　　　　　　　　　　　　　　　　　昭干口54年4月19日　本発ilリヨは，還元鉄や半・遺沈欽の連続溶解一滋元において，鉄原料並ぴに圃体加炭材，遼元剤の供給と溶融鉄の排；出を連統的に行い，スラグを最適爆さに保持するようスラグの排出をする銑鉄又は鋼の連続的製造法であり，從来法に比べ電力効率がよく撒業性も優れ，製鉄体系金体の生産性と熱経済の1自1上が期待される。溶銑または溶鋼の製造法　　　特公開昭54－49913　　　　　　　　　　　　　　　　　　日召琴口5垂角三4　」≡ヨI9日　’本発明は，半遺元鉄瞭料と固体炭素等の蕗1」原料とを逮統的に電弧炉に装入し，また溶鉄の出鵬とスラグの排出とを違続的に行い，スラグを最適爆さに保ち，半・還元鋏畔1の酸素擾をコントロールすることを緒徴とする溶銑または溶鋼の製造法である。これは，従来湊に比ぺ電カ効燦がよく，また漆湯の異常沸騰を避けることができ、最大電カが継統的に投入できるので，安定した媒薬を確保できる。命短　信命⑧海外出張　太刀川恭治　電気磁気材料研究部長　1980年度趨電導矛1」用に関する会議への出席並びに蕎寸論及び研究調俺のため，昭和55年9月27臼から昭和55年王閉5日までアメリカ含衆国へ出張した。　福畠敏郎　腐食防食研究部第3僻究室長　国際大気腐食シンポジウムに幽席のため、昭和55年10月4日から昭和55年10月12日までアメリカ合衆国へ出張した。　目坤吉秋　電気磁気材料研究部第2綴究室長　趨電導材料およぴその応用技術に関する調査研究のため昭和55年10月8巳から1沼和55年12月6日までアメリカ含衆国へ出張した。　福蜜勝夫　原子炉材料研究部圭、任研究官　核融合炉第一壁への低Z波覆の研究調査のため日召和55年10別1日から・昭和55年玉O月24日までアメリカ合衆畷へ出張した凸　　　　　　　　通巻第263号編集兼発行人　　吉洲慎介印　　　刷株式会社三　興　印　刷　　　　　　　東京都新宿区信濃町12　　　　　　　電話東京（03）359－3811（代表）発行所科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　東京都昌黒区中目黒2丁目3番旦2号　　　　　　　　電誘　東京（03〕719－2271（代表〕　　　　　　　　郵便番号　1，53一4一