AbstractReduced activation ferritic/martensitic steels are leading candidates for blanket/first-wall structures of the D-T fusion reactors. In fusion application, structural materials will suffer cyclic stresses caused by repeated changes of temperature and electromagnetic forces according to reactor operation scenarios. Therefore, creep–fatigue behaviors are extremely important to qualify reduced activation steels as fusion structural materials. In this work, microstructural stability of reduced activation ferritic/martensitic steels under various external stresses, such as constant stress cyclic stress, was studied. The materials used are JLF-1 steel (9Cr–2W–V,Ta) and JLS-2 steel (9Cr–3W–V,Ta). The microstructure inspection by means of transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) was performed following creep rupture tests, fatigue and creep–fatigue tests at elevated temperatures. In order to examine precipitation morphology in detail, the improved extracted residue and extracted replica methods were applied. From the microstructural observation of creep rupture-tested specimen, intergranular precipitates such as M23C6 and Laves phase coarsened by applying the static stress.
低放射化フェライト/マルテンサイト鋼は、D-T核融合炉のブランケット/第一壁構造材の主要候補材料である。核融合応用において、構造材料は、原子炉の運転シナリオに応じて、温度と電磁力の繰り返し変化によって引き起こされる応力を受ける。したがって、クリープ疲労挙動は、低放射化鋼を核融合構造材料として認定するために極めて重要である。本研究では、一定応力や繰り返し応力などの様々な外部応力下における低放射化フェライト/マルテンサイト鋼の微細組織安定性を調査した。使用した材料は、JLF-1鋼（9Cr–2W–V,Ta）およびJLS-2鋼（9Cr–3W–V,Ta）である。高温でのクリープ破断試験、疲労試験、およびクリープ疲労試験の後、透過型電子顕微鏡（TEM）および走査型電子顕微鏡（SEM）による微細組織観察を実施した。析出物の形態を詳細に調べるため、改良型抽出レプリカ法および抽出残渣法を適用した。クリープ破断試験片の微細組織観察から、静的応力の負荷により、M23C6およびラーベス相などの粒界析出物が粗大化することが明らかになった。