AbstractTZM is one the of suitable materials for the first wall of a fusion reactor because of its high temperature strength, high melting point and high heat conductivity. However, it is necessary to investigate the effect of high heat flux irradiation from the plasma on the mechanical properties of TZM. In this report, we used an electron beam as a source of high heat flux to simulate plasma disruption load. First, the electron beam irradiated TZM specimens and then tensile, fatigue and fracture toughness tests were carried out at room temperature and 250°C. These mechanical properties of TZM gradually decrease along with the increase of beam power. Once TZM's surface was, however, melted and recrystallized, the mechanical properties at room temperature abruptly degraded to some extent. Microscopic observation was also made on the section including the melted layer and the fracture surface. The melted layer often included blowholes near the specimen surface and some grain boundaries seemed to be separated. Fracture toughness at 250°C was much higher than at room temperature. It means that the ductile brittle transition temperature of TZM may exist between 250°C and room temperature.
TZMは、その高い高温強度、高融点、および高い熱伝導率により、核融合炉の第一壁の適切な材料の一つである。しかしながら、プラズマからの高熱流束照射がTZMの機械的特性に及ぼす影響を調査することが必要である。本報告では、プラズマディスラプション負荷を模擬するため、高熱流束源として電子ビームを用いた。まず、電子ビームをTZM試験片に照射し、その後、室温および250°Cにおいて引張試験、疲労試験、および破壊靭性試験を実施した。TZMのこれらの機械的特性は、ビーム出力の増加に伴い徐々に低下した。しかしながら、TZMの表面が一旦溶融・再結晶化すると、室温での機械的特性は急激に低下した。また、溶融層および破断面を含む断面の顕微鏡観察も実施した。溶融層には試験片表面近傍に気孔がしばしば含まれ、一部の結晶粒界は分離しているように見えた。250°Cでの破壊靭性は室温でのそれよりもはるかに高かった。このことは、TZMの延性脆性遷移温度が室温と250°Cの間に存在する可能性を示唆している。