報告書番号

Q10028

タイトル（和文）

実機使用9％Cr鋼配管の透過電子顕微鏡による微視組織状態および高温引張下での転位挙動の解明

タイトル（英文）

Elucidation of microstructures and dislocation behavior under high-temperature straining in 9%Cr steel pipe used for actual plant service by transmission electron microscopy

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

実機使用9％Cr鋼配管の微視組織を透過電子顕微鏡（TEM）とエネルギー分散型X線分光器を用いて調べるとともに、TEMその場観察により転位挙動を明らかにした。母材部の組織は主にラスであるが、HAZの組織は主にサブグレインであり、かつ回復していることが分かった。母材部、HAZとも主な析出物はラーベス相、Cr23C6、MX（V、Nb系炭窒化物）であるが、その粒径はHAZの方が大きかった。また、析出物数密度は母材部に比べてHAZは低い値を示した。実機材と新材を比べると、実機材の方が析出物粒径は大きく、新たにラーベス相が形成されることが分かった。さらにTEMその場観察から、実機材母材部を600℃で引張保持した場合に比べ、新材母材部を同様な温度、変位条件で引張保持した場合の方が転位の移動速度が遅いことが分かった。これは、新材では転位密度が高いため、転位間の相互作用が大きくなることが原因と推測される。

概要 （英文）

Microstructures of 9%Cr steel pipe used for long-term actual plant service were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX). Dislocation behavior was also studied by in situ TEM straining experiment carried out at 873 K. Lath structure with high dislocation density was frequently observed in base metal (BM), on the other hand, subgrains with lower dislocation density were observed in heat affected zone (HAZ). It was clear that microstructural recovery was occurred in HAZ. Precipitations of Laves phase, M23C6 and fine MX carbonitride (Nb- and V-rich types) were formed in both BM and HAZ, however, total number density of the precipitations in HAZ was lower than that of BM. Furthermore, the precipitation size in the actual plant material was larger than that in as-received material, in addition Laves phase was not formed in the as-received material. It was also found that dislocation movement velocity in BM of the actual plant material was higher than that in BM of the as-received material under similar conditions of temperature and displacement. This suggests that high-density of dislocations existing in the as-received material interferes with dislocation motion.

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