It is important to investigate the effect of irradiation on the fatigue damage of high heat flux components which directly face a fusion plasma. The materials tested are 316SS and 304SS. The former is the reference first wall plate for the fusion experimental reactor. The specimen was irradiated with a high power laser beam and then a cyclic load was applied to the specimen up to fracture. The laser beam can provide only a heat flux because it is effective as a microwave only. The melt layer surface looks rough and seems to be oxidized. Although there exists no difference in fatigue strength between the irradiated 316SS and 304SS, the fatigue strength for the irradiated specimen is greatly decreased according to the quantity of irradiation. The microscopic observation was made on the section including the melt layer and on the fracture surface. The near melt surface is characterized by a blow hole, solidification cracking, and a columnar structure. This means that the melt layer was quickly cooled by heat loss under atmospheric conditions. In conclusion, the microscopic defects can cause the fatigue strength to be much degraded. Other factors such as surface roughness could be attributed to the reduction of strength.
核融合プラズマに直接面する高熱流束部品の疲労損傷に及ぼす照射の影響を調査することは重要である。試験材料は316SSおよび304SSである。前者は核融合実験炉の第一壁板の参考材料である。試験片には高出力レーザービームによる照射を施し、その後、破断に至るまで繰り返し荷重を負荷した。レーザービームはマイクロ波としてのみ有効であるため、熱流束のみを提供することができる。溶融層表面は粗く、酸化しているように見える。照射された316SSと304SSの間には疲労強度の差は認められないものの、照射量に応じて照射材の疲労強度は大幅に低下する。溶融層を含む断面および破断面の顕微鏡観察が行われた。溶融層近傍は、ブローホール、凝固割れ、および柱状組織によって特徴づけられる。これは、溶融層が大気中での熱損失により急速に冷却されたことを意味する。結論として、微視的欠陥が疲労強度の大幅な低下を引き起こす可能性がある。表面粗さなどのその他の因子も強度低下の要因として考えられる。