AbstractThe operation of the international thermonuclear experimental reactor (ITER) is assumed to be a pulsed mode, of which the duration time varies up to 1000 s depending on the experimental condition. If the structural material 316 stainless steel (SS316) of the first wall has a defect, its crack propagation behavior will depend on the duration time. This study deals with the crack propagation behavior on SS316 under high thermal load cycles. The high heat flux tests were carried out on the 5-mm thick specimen under four test conditions in order to investigate the creep behavior on the thermal fatigue. Two-dimensional (2-D) thermal-structure analyses including creep effect were performed to simulate the thermal and residual stress distribution around the crack tip. It was concluded that the creep effect increased the crack propagation length induced by thermal fatigue although the compressive stress occurred around the crack tip during high temperature.
国際熱核融合実験炉（ITER）の運転はパルスモードであると仮定され、その持続時間は実験条件に応じて最大1000秒まで変化する。第一壁に欠陥がある場合、構造材料である316ステンレス鋼（SS316）のき裂伝播挙動は、この持続時間に依存することになる。本研究では、高熱負荷サイクル下におけるSS316のき裂伝播挙動を検討した。厚さ5mmの試験片を用いて4種類の試験条件で高熱流束試験を実施し、熱疲労におけるクリープ挙動を調査した。さらに、クリープ効果を考慮した2次元熱-構造連成解析を行い、き裂先端周辺の熱応力および残留応力分布をシミュレーションした。その結果、高温時にき裂先端周辺で圧縮応力が発生するにもかかわらず、クリープ効果が熱疲労によるき裂伝播長さを増大させることが結論として得られた。