AbstractThis paper presents materials data for design of ITER test blanket modules with the reduced activation ferritic martensitic steel type F82H as structural material. From the physical properties databases, variations of modulus of elasticity, density, thermal conductivity, thermal diffusivity, specific heat, mean and instantaneous linear coefficients of thermal expansion versus temperature are derived. Also reported are Poisson's ratio and magnetic properties. From the tension test results, nominal and minimum stress values of Sy and Su are derived and used for calculation of allowable primary membrane stress intensity Sm. Likewise, uniform and total elongations, as well as reduction of area data, are used for calculation of minimum and true ductility at rupture values. From the instrumented Charpy impact and fracture toughness test data, ductile to brittle transition temperature, toughness and behavior of material in different fracture modes are evaluated. The effect of specimen size and geometry are discussed but preference is given to standard size specimens. From the fatigue data, total strain range versus number of cycles to failure curves are plotted and used to derive fatigue design curves, using a reduction factor of 2 on strain and a reduction factor of 20 on number of cycles to failure. Cyclic hardening curves are also derived and compared with monotonic hardening curves. From the creep data, time dependent allowable stresses Sr and St are calculated. Combination of tension and creep results are used to deduce Smt and isochronus curves. Finally, irradiated and aged materials data are compared to insure that the safety margins incorporated in unirradiated design limits are not exceeded.
本稿では、構造材料である低放射化フェライト鋼F82Hを適用したITERテストブランケットモジュールの設計のための材料データを示す。物性データベースから、縦弾性係数、密度、熱伝導率、熱拡散率、比熱、平均および瞬間線熱膨張係数の温度に対する変化を導出した。また、ポアソン比と磁気特性についても報告する。引張試験結果から、SyおよびSuの公称応力値と最小応力値を導出し、許容一次膜応力強さSmtの計算に用いた。同様に、均一伸びと全伸び、および絞りデータを用いて、破断時の最小延性値と真延性値を算出した。計装化シャルピー衝撃試験および破壊靭性試験データから、延性－脆性遷移温度、靭性、および様々な破壊モードにおける材料の挙動を評価した。試験片の寸法と形状の影響について考察したが、標準寸法の試験片を優先した。疲労データから、全ひずみ範囲と破損までの繰り返し数の関係曲線をプロットし、ひずみに2の低減係数、破損までの繰り返し数に20の低減係数を適用して、疲労設計曲線を導出した。また、繰り返し硬化曲線も導出し、単調硬化曲線と比較した。クリープデータから、時間依存許容応力SrおよびStを算出した。引張試験とクリープ試験の結果を組み合わせてSmtと等時曲線を推定した。最後に、照射材と時効材のデータを比較し、非照射状態の設計制限値に組み込まれた安全余裕を超えないことを確認した。