環境調和型鉄鋼材料の複合苛酷環境挙動に関する研究

本研究は、(1)複合イオン照射実験による照射下材料組織変化の詳細解明、(2)超微小押し込み試験法によるイオン照射材の硬度変化の解明(3)微細組織変化-強度特性変化の相関の解明、に大別される。これらの結果の総合により、低放射化フェライト鋼の複合苛酷環境における弾き出し損傷と核変換ヘリウム生成の同時照射効果の大要を明らかにすることを目的としている。先ず、超微小押し込み硬さ試験による、イオン照射材における表面近傍に限定される損傷領域の強度特性の局所評価技術を確立し、これらを通じて、低放射化フェライト鋼における弾き出し損傷と核変換ヘリウム生成の同時効果の照射誘起による微細組織と強度特性の相関の解明を試みるための手法を確立している。これら技術基盤のもと、重照射下での微細組織変化をキャビティ組織、転位組織および析出組織に分類し系統的に整理しており、中でもキャビティ組織形成が、マルテンサイトラス組織および照射前熱処理によって複雑に変化することを明確に示している。さらに、実験の困難さより研究例のきわめて少ない照射誘起析出相挙動に注目し、重照射下におけるM_<23>C_6およびMX系の析出物形成に対するヘリウム効果についての新しい知見を系統的に獲得し示している。微細組織-強度の相関においては、キャビティ組織、転位組織および析出組織の照射硬化因子を系統的に検討し、マルテンサイトラス内に存在する微細な照射欠陥の影響を明らかにしている。本研究で得られたイオン照射による体系的な重照射データは、過去の核分裂炉中性子を用いた照射研究では明確に示すことの出来なかったものであり、高精度での照射条件の制御性と幅広い条件範囲を有することかがもたらす複合イオン照射法の核融合中性子照射模擬手法としての有効性をフェライトマルテンサイト系鉄鋼材料において示した画期的なものである。

本研究は、(1)複合イオン照射実験による照射下材料組織変化の詳細解明、(2)超微小押し込み試験法によるイオン照射材の硬度変化の解明(3)微細組織変化-強度特性変化の相関の解明、に大別される。これらの結果の総合により、低放射化フェライト鋼の複合苛酷環境における弾き出し損傷と核変換ヘリウム生成の同時照射効果の大要を明らかにすることを目的としている。先ず、超微小押し込み硬さ試験による、イオン照射材における表面近傍に限定される損傷領域の強度特性の局所評価技術を確立し、これらを通じて、低放射化フェライト鋼における弾き出し損傷と核変換ヘリウム生成の同時効果の照射誘起による微細組織と強度特性の相関の解明を試みるための手法を確立している。これら技術基盤のもと、重照射下での微細組織変化をキャビティ組織、転位組織および析出組織に分類し系統的に整理しており、中でもキャビティ組織形成が、マルテンサイトラス組織および照射前熱処理によって複雑に変化することを明確に示している。さらに、実験の困難さより研究例のきわめて少ない照射誘起析出相挙動に注目し、重照射下におけるM_<23>C_6およびMX系の析出物形成に対するヘリウム効果についての新しい知見を系統的に獲得し示している。微細組織-強度の相関においては、キャビティ組織、転位組織および析出組織の照射硬化因子を系統的に検討し、マルテンサイトラス内に存在する微細な照射欠陥の影響を明らかにしている。本研究で得られたイオン照射による体系的な重照射データは、過去の核分裂炉中性子を用いた照射研究では明確に示すことの出来なかったものであり、高精度での照射条件の制御性と幅広い条件範囲を有することかがもたらす複合イオン照射法の核融合中性子照射模擬手法としての有効性をフェライトマルテンサイト系鉄鋼材料において示した画期的なものである。