(57)【要約】      （修正有）【課題】被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層を形成して、高温高圧流体の環境下で被施工材の耐食性を向上させ、耐応力腐食割れ性を格段に改善できる表面改質用ショットおよび表面改質方法を提供する。【解決手段】表面改質用ショット１５は、被施工材１１の表面側に、圧縮応力層１２及び耐食性改善層１３を備える表面改質層１４をピーニング処理により形成するための表面改質用ショットであって、高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する前記耐食性改善層１３を形成するための耐食性改善元素（例えばクロムなど）を含有する材料にて構成されると共に、き裂１６を有して剥離可能に構成されたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成するための表面改質用ショットであって、
高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する前記耐食性改善層を形成するための耐食性改善元素を含有する材料にて構成されると共に、き裂を有して剥離可能に構成されたことを特徴とする表面改質用ショット。
【請求項２】
被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成するための表面改質用ショットであって、
高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する前記耐食性改善層を形成するための耐食性改善元素を含有する材料が、前記被施工材に対して硬質なショット核の表面に付着して構成されたことを特徴とする表面改質用ショット。
【請求項３】
前記耐食性改善元素を含有する材料が、質量％でクロム２０％以上、且つニッケル７７％以上で残部が不可避的不純物から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の表面改質用ショット。
【請求項４】
前記耐食性改善元素を含有する材料の粉末が、ショット核の表面に接着材により接着して構成されたことを特徴とする請求項２に記載の表面改質用ショット。
【請求項５】
前記耐食性改善元素を含有する材料の粉末と、表面に接着剤を塗布したショット核とをチャンバ内に装入し、超音波ピーニング処理を実施することで、前記ショット核の表面に前記粉末が接着して構成されたことを特徴とする請求項４に記載の表面改質用ショット。
【請求項６】
前記耐食性改善元素を含有する材料が、ショット核の表面にめっき処理により付着して構成されたことを特徴とする請求項２に記載の表面改質用ショット。
【請求項７】
被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成する表面改質方法であって、
前記ピーニング処理では、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表面改質用ショットを用いることを特徴とする表面改質方法。
【請求項８】
被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成する表面改質方法であって、
前記ピーニング処理では、高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する前記耐食性改善層を形成するための耐食性改善元素を含有する材料の粉末固化体からなる第１表面改質用ショットと、前記被施工材に対して硬質な第２表面改質用ショットとを混合して用いることを特徴とする表面改質方法。
【請求項９】
被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成する表面改質方法であって、
前記ピーニング処理では、高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する前記耐食性改善層を形成するための耐食性改善元素を含有する材料にて構成されると共に、熱処理により製作時の硬化の影響が除去されて剥離可能な第１表面改質用ショットと、前記被施工材に対して硬質な第２表面改質用ショットとを混合して用いることを特徴とする表面改質方法。
【請求項１０】
前記第１表面改質用ショットにおいて、耐食性改善元素を含有する材料が、クロム２５％以上で且つニッケル２０％以上を含有する材料であることを特徴とする請求項９に記載の表面改質方法。
【請求項１１】
前記ピーニング処理の前処理として、被施工材の表面に圧縮応力付与処理を施すことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の表面改質方法。
【請求項１２】
前記圧縮応力付与処理が、ブラスト加工であることを特徴とする請求項１１に記載の表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被施工材、例えば原子炉機器の構成材料の表面側に表面改質層をピーニング処理により形成するための表面改質用ショット、及びこのショットを用いた表面改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉内構造物等の原子炉構造物は、高温高圧水という腐食環境下に長時間晒されると、引張応力が残留する溶接部あるいは機械加工を受けた部分で応力腐食割れ（ＳＣＣ）と呼ばれる損傷が発生することが知られている。
【０００３】
そのため、耐応力腐食割れ性の高い材料の採用、水質制御あるいは残留応力改善によって応力腐食割れの発生を未然に防止する対策が採用されている。特に、応力腐食割れの主要因である引張残留応力を圧縮残留応力に変換することにより、応力腐食割れの発生を抑制する応力改善プロセスが開発され、ピーニング処理技術として実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、原子力分野に限らず、腐食環境下で使用される機器や部品の信頼性を向上させ、寿命延長を図る目的で、使用機器や部品の表面に高耐食性を有する表面層を形成する表面改質技術が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
更に、自動車などの輸送機器や回転機器に使用される摺動性を要求される部品に対して、レーザピーニングによる表面改質方法を適用し、部品表面の硬度あるいは潤滑性を改善する手法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
また、チャンバ内に金属またはセラミックス製のボールと、金属またはセラミックスの粉体を装入し、超音波ショットピーニング施工装置をコーティング装置として用いる工法が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】米国特許第６９９３９４８（Ｂ２）号明細書
【特許文献２】特開平１０−３０１９０号公報
【特許文献３】特開２０００−３４５８１号公報
【特許文献４】特開２００６−３２０９０７号公報
【特許文献５】特開２００７−１９７７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、前述の特許文献１〜５に記載の表面改質技術では、原子炉機器の構成材料に圧縮応力層と、高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する耐食性改善層とを同時に形成することができない。
【０００８】
また、特許文献５に記載の表面改質技術においては、コーティング装置に粉体を装入して施工するが、この構成を原子力プラントの原子炉機器に適用した場合、コーティング装置に装入した粉体が装置外に飛散してしまうことが課題であった。
【０００９】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層を形成して、高温高圧流体の環境下で被施工材の耐食性を向上させ、耐応力腐食割れ性を格段に改善できる表面改質用ショット及び表面改質方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、表面改質の施工管理を簡便に実施できる表面改質用ショット及び表面改質方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る表面改質用ショットは、被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成するための表面改質用ショットであって、高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する前記耐食性改善層を形成するための耐食性改善元素を含有する材料にて構成されると共に、き裂を有して剥離可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る表面改質用ショットは、被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成するための表面改質用ショットであって、高温高圧流体の環境下で高耐食層を実現する前記耐食性改善層を形成するための耐食性改善元素を含有する材料が、前記被施工材に対して硬質なショット核の表面に付着して構成されたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る表面改質方法は、被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層をピーニング処理により形成する表面改質方法であって、前記ピーニング処理では、本発明の表面改質用ショットを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る表面改質用ショット及び表面改質方法によれば、被施工材の表面側に、圧縮応力層及び耐食性改善層を備える表面改質層が形成されるので、高温高圧流体の環境下で被施工材の表面に高耐食層が形成されて被施工材の耐食性が向上し、この高耐食層と前記圧縮応力層とにより、高温高圧流体の環境下で被施工材の耐応力腐食割れ性を格段に改善することができる。
【００１５】
また、表面改質層を形成するピーニング処理では、表面改質用ショットが用いられ、耐食性改善元素を含有する材料の粉体が用いられることがないので、表面改質の施工管理を簡便に実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００１７】
［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図３）
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る表面改質方法における第１の実施の形態を示す説明図である。図２は、図１の表面改質方法を実施する超音波ショットピーニング施工装置を示す構成図である。
【００１８】
本実施の形態の表面改質方法は、例えば原子炉機器の構成材料であるオーステナイト系ステンレス鋼製の被施工材１１の表面側に、圧縮応力層１２及び耐食性改善層１３を備える表面改質層１４をピーニング処理により形成するものであり、このピーニング処理に、図１〜図３に示す表面改質用のショット１５が用いられる。ここで、前記耐食性改善層１３は、高温高圧流体（水、蒸気）の環境下で後述の高耐食層を実現（形成）する層である。
【００１９】
このショット１５は、被施工材１１の表面に、耐食性改善層１３を形成するための耐食性改善元素（例えばクロムなど）を含有する材料にて構成される。この材料は、本実施の形態では、例えば質量％でクロム２０％以上、且つニッケル７７％以上で残部が不可避的不純物からなるニクロムが好適である。このニクロムの硬さは、被施工材１１を構成するステンレス鋼の硬さ（ビッカース硬さ２００Ｈｖ程度）と略同程度である。本実施の形態では、ショット１５は、ニクロム線（例えば直径３．２ｍｍ）を円柱形状に切断し、ラウンドカット処理を実施して球形状としたものであり、ラウンドカット処理の過程で表面側にき裂１６を形成する。
【００２０】
ショット１５にき裂１６が形成されたことで、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ピーニング処理中にショット１５が被施工材１１に衝突したとき、き裂周辺部１７がショット１５から剥離して分離される。この分離されたき裂周辺部１７が被施工材１１の表面に付着して、前記耐食性改善層１３としての高濃度クロム層が形成される。また、ショット１５が被施工材１１に衝突することで、被施工材１１の表層部に前記圧縮応力層１２が形成される。
【００２１】
この高濃度クロム層（耐食性改善層１３）のクロム濃度は、被施工材１１の母材（例えばＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ等）であるステンレス鋼のクロム濃度（例えば１８％）よりも高い濃度（例えば２０％以上）が望ましく、且つ、被施工材１１の母材であるステンレス鋼のオーステナイト安定性の観点から、２６％以下の濃度が望ましい。
【００２２】
このような高濃度クロム層（耐食性改善層１３）は、被施工材１１が高温高圧流体（水、蒸気）に晒されたときに、耐食性が良好で安定した緻密な酸化皮膜を、高耐食層として被施工材１１の表面に形成することになる。このようにして、被施工材１１の表面側に形成された上記酸化皮膜と前記圧縮応力層１２とによって、被施工材１１は、高温高圧流体の環境下で耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ性）が格段に改善されることになる。
【００２３】
次に、本実施の形態のショット１５を用いて超音波ショットピーニング施工プロセス（図２）、またはショットピーニング施工プロセス（図３）を実施して、被施工材１１の表面を改質する表面改質手順について述べる。
【００２４】
図２に示すように、超音波ショットピーニング施工プロセスを実施する超音波ショットピーニング施工装置１８は、チャンバ１９内に超音波振動子２０が取り付けられて構成される。まず、この超音波ショットピーニング施工装置１８を被施工材１１の表面に設置する。次に、チャンバ１９内にショット１５を装入した後、超音波振動子２０に通電して超音波ショットピーニング処理を実施する。この超音波ショットピーニング処理によりショット１５が被施工材１１の表面に打ち込まれ、施工材１１の表面に耐食性改善層１３としての高濃度クロム層が形成されると共に、被施工材１１の表層部に圧縮応力層１２が形成される。これにより、被施工材１１の表面側に、高濃度クロム層（耐食性改善層１３）及び圧縮応力層１２からなる表面改質層１４が設けられる。
【００２５】
また、図３に示すショットピーニング施工プロセスにおいても、ショット１５が被施工材１１の表面に打ち込まれ、被施工材１１の表面に、耐食性改善層１３としての高濃度クロム層が形成されると共に、被施工材１１の表層部に圧縮応力層１２が形成されて、被施工材１１の表面側に、これらの高濃度クロム層及び圧縮応力層１２からなる表面改質層１４が設けられる。
【００２６】
従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
【００２７】
（１）き裂１６を有するショット１５を用いたピーニング処理により、被施工材１１の表面側に、圧縮応力層１２及び高濃度クロム層（耐食性改善層１３）からなる表面改質層１４が形成されるので、高温高圧流体の環境下で高濃度クロム層が、高耐食性で安定した微細な酸化皮膜を高耐食層として形成して、被施工材１１の耐食性を向上させることができる。この結果、この高耐食層と圧縮応力層１２とにより、高温高圧流体の環境下で、被施工材１１の耐応力腐食割れ性を格段に改善することができる。
【００２８】
（２）高濃度クロム層（耐食性改善層１３）及び圧縮応力層１２を備える表面改質層１４を形成するピーニング処理では、表面改質用のショット１５が用いられ、耐食性改善元素（例えばクロム）を含有する材料の粉体が用いられることがないので、この粉体が施工装置外へ飛散せず、従って、表面改質の施工管理を簡便に実施できる。
【００２９】
尚、前記ニクロム以上にニッケルを含有する材料を用いてショット１５を形成し、このショットを用いたピーニング処理によって被施工材１１の表面に、高濃度のニッケル層を耐食性改善層１３として形成してもよい。高濃度クロム層の場合には、高温高圧流体の環境下で、高耐食性で安定した酸化皮膜（不動態皮膜）が形成されるのに対し、高濃度ニッケル層の場合には不動態皮膜を直接形成しないものの、不動態皮膜の生成に有効であり、この生成された不動態皮膜により被施工材１１における鉄成分の溶出を抑制できる。
【００３０】
［Ｂ］第２の実施の形態（図４、図５）
図４は、本発明に係る表面改質方法における第２の実施の形態で用いられる表面改質用ショットを示す概略断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３１】
本実施の形態における表面改質方法が前記第１の実施の形態と異なる点は、ピーニング処理に用いられる表面改質用のショット３０である。つまり、このショット３０は、被施工材１１に対して硬質な球形状のショット核３１の表面に、耐食性改善層１３を形成するための耐食性改善元素（例えばクロムなど）を含有する材料の粉末が、粉末層３２として付着（本実施の形態では接着剤を用いて接着）して構成される。ここで、耐食性改善層１３は、高温高圧流体（水、蒸気）の環境下で後述の高耐食層を実現（形成）する層である。
【００３２】
ショット核３１は、被施工材１１のステンレス鋼の硬さ（ビッカース硬さが２００Ｈｖ程度）と同程度の硬さを有するステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ等）にて構成される。このショット核３１の表面に粉末層３２を形成する方法としては、例えば図５に示すように、超音波ショットピーニング施工装置３３のチャンバ３４内に、第１の実施の形態で示した前記耐食性改善元素を含有する材料の粉末３６と、表面に揮発性溶液（接着剤）が塗布されたショット核３１とを装入し、超音波振動子３５に通電して、超音波ショットピーニング処理を空打ちする。これにより、ショット核３１の表面に粉末層３２を形成することが可能となる。
【００３３】
上述のようにして構成された表面改質用のショット３０を用いて、超音波ショットピーニング処理またはショットピーニング処理を行うことにより、ショット３０の表面に形成された粉末層３２の一部が、ピーニング処理時の衝撃エネルギによって被施工材１１の表面に打ち込まれ、この被施工材１１の表面側に、耐食性改善層１３（例えば高濃度クロム層）及び圧縮応力層１２を有する表面改質層１４を形成する。この表面改質層１４が形成された被施工材１１が高温高圧流体の環境下に晒されると、耐食性改善層１３が高耐食性で安定した酸化皮膜（高耐食層）となり、この高耐食層と圧縮応力層１２とにより、被施工材１１の耐応力腐食割れ性を格段に改善することが可能となる。
【００３４】
従って、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。
【００３５】
［Ｃ］第３の実施の形態（図６）
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に係る表面改質方法における第３の実施の形態で用いられる表面改質用ショットの製造手順を示す概略断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３６】
本実施の形態における表面改質方法が前記第１の実施の形態と異なる点は、ピーニング処理に用いられる表面改質用のショット４０である。つまり、このショット４０は、被施工材１１に対して硬質な球形状のショット核４１の表面に、耐食性改善層１３を形成するための第１の実施の形態に示した耐食性改善元素（例えばクロムなど）を含有する材料が、めっき処理によりめっき層４２として付着して構成される。ここで、耐食性改善層１３は、高温高圧流体（水、蒸気）の環境下で後述の高耐食層を実現（形成）する層である。
【００３７】
めっき層４２は、ニクロムめっき層が好ましいが、場合によってはクロムまたはニッケルめっき層であってもよい。このめっき層４２の厚さは、後述の如く、被施工材１１の表面に耐食性改善層１３（例えば高濃度クロム層）を有効に形成するために、１００μｍ以上であることが望ましい。
【００３８】
また、ショット核４１は、被施工材１１のステンレス鋼の硬さ（ビッカース硬さが２００Ｈｖ程度）と同程度の硬さを有する、ステンレス鋼以外の鉄鋼が好ましい。ステンレス鋼も、ステンレス鋼以外の鉄鋼と同様にクロムとの相性がよいが、ステンレス鋼以外の鉄鋼をショット核４１として用いることで、ショット４０の製作時に、ショット核４１の表面にめっき層４２が付着されたショット４０を磁力の作用で取り出すことができ、製作性が向上する。ショット核４１はステンレス鋼であってもよい。
【００３９】
上述のようにして構成された表面改質用のショット４０を用いて、超音波ショットピーニング処理またはショットピーニング処理を行うことにより、ショット４０の表面に形成されためっき層４２の一部が、ピーニング処理時の衝撃エネルギによって被施工材１１の表面に打ち込まれ、この被施工材１１の表面側に、耐食性改善層１３（例えば高濃度クロム層）及び圧縮応力層１２を有する表面改質層１４を形成する。この表面改質層１４が形成された被施工材１１が高温高圧流体の環境下に晒されると、耐食性改善層１３が高耐食性で安定した酸化皮膜（高耐食層）となり、この高耐食層と圧縮応力層１２とにより、被施工材１１の耐応力腐食割れ性を格段に改善することが可能となる。
【００４０】
従って、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。
【００４１】
［Ｄ］第４の実施の形態（図７、図８）
図７は、本発明に係る表面改質方法における第４の実施の形態に用いられる第１ショットを示す概略断面図である。図８は、図７の表面改質用ショットを用いたショットピーニング施工プロセスを示す構成図である。この第４の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４２】
本実施の形態における表面改質方法が前記第１の実施の形態と異なる点は、ピーニング処理において、耐食性改善層１３を形成するための第１の実施の形態に示した耐食性改善元素（例えばクロムなど）を含有する材料の粉末固化体５０からなる表面改質用の第１ショット５１と、被施工材１１に対して硬質な表面改質用の第２ショット５２とを混合して用いる点である。ここで、耐食性改善層１３は、高温高圧流体（水、蒸気）の環境下で後述の高耐食層を実現（形成）する層である。
【００４３】
第１ショット５１は、図７に示すように、前記耐食性改善元素（例えばクロムなど）を含有する材料の粉末を揮発性溶液（接着剤）に混ぜて型に入れ、高温で乾燥させた粉末固化体５０として球形状に構成される。また、耐食性改善元素を含有する材料の粉末を揮発性溶液（接着剤）と混ぜ、衝撃圧粉加工などの衝撃加工によって球形状の粉末固化体とし、第１ショット５１を構成してもよいが、この場合には、ピーニング処理中に第１ショット５１が崩れやすいように密度を調整する必要がある。
【００４４】
第２ショット５２は、図８に示すように、被施工材１１のステンレス鋼の硬さ（ビッカース硬さが２００Ｈｖ程度）と同程度の硬さを有する、例えばステンレス鋼にて球形状に構成される。
【００４５】
上述のように構成された表面改質用の第１ショット５１及び第２ショット５２を混合してショットピーニング処理または超音波ショットピーニング処理を実施することで、第１ショット５１が被施工材１１の表面に衝突して崩れ、この粉砕片の上に第２ショット５２が衝突する。これにより、第１ショット５１の粉砕片が被施工材１１の表面に打ち込まれて、この被施工材の表面に耐食性改善層１３（例えば高濃度クロム層）が形成される。と同時に、第２ショット５２が被施工材１１の表面に衝突するときの衝撃エネルギにより、被施工材１１の表層部に圧縮応力層１２が形成される。
【００４６】
これらの耐食性改善層１３及び圧縮応力層１２からなる表面改質層１４が形成された被施工材１１が高温高圧流体の環境に晒されると、耐食性改善層１３が、高耐食性で安定した酸化皮膜（高耐食層）となる。この高耐食層と前記圧縮応力層１２とにより、被施工材１１の耐応力腐食割れ性を格段に改善することが可能となる。
【００４７】
従って、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様の効果を奏する。
【００４８】
［Ｅ］第５の実施の形態（図９）
図９は、本発明に係る表面改質方法における第５の実施の形態のショットピーニング施工プロセスを示す構成図である。この第５の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４９】
本実施の形態における表面改質方法が前記第１の実施の形態と異なる点は、ピーニング処理において、耐食性改善層１３を形成するための耐食性改善元素（例えばクロムなど）を含む材料にて構成され、且つ熱処理された表面改質用の第１ショット５５と、被施工材１１に対して硬質な表面改質用の第２ショット５６とを混合して用いる点である。ここで、耐食性改善層１３は、高温高圧流体（水、蒸気）の環境下で後述の高耐食層を実現（形成）する層である。
【００５０】
第１ショット５５は、前記耐食性改善元素を含む材料、本実施の形態では、クロム２５％以上で且つニッケル２０％以上の溶接用ＴＩＧ（ＳＵＳ３０１Ｓ）棒を円柱状に切断し、球形状に成形した後、この成形時の硬化の影響を除去すべく熱処理して、一部が容易に剥離可能に構成されたものである。従って、この第１ショット５５の硬さは、熱処理後でビッカース硬さが１５０〜１６０Ｈｖ程度となる。
【００５１】
第２ショット５６は、第１ショット５５よりも硬い材料であり、被施工材１１に対して硬質な、例えば被施工材１１のステンレス鋼の硬さ（ビッカース硬さが２００Ｈｖ程度）と同程度の硬さのステンレス鋼にて球形状に構成される。
【００５２】
上述のように構成された第１ショット５５及び第２ショット５６を混合して、ショットピーニング処理または超音波ショットピーニング処理を実施することにより、第１ショット５５は、被施工材１１の表面に衝突したときの衝撃エネルギで一部が剥離し、この剥離片上に第２ショット５６が衝突する。これにより、第１ショット５５の剥離片が被施工材１１の表面に打ち込まれて、被施工材１１の表面に耐食性改善層１３（例えば高濃度クロム層）が形成される。と同時に、第２ショット５６が被施工材１１の表面に衝突したときの衝撃エネルギによって、被施工材１１の表層部に圧縮応力層１２が形成される。
【００５３】
これらの耐食性改善層１３及び圧縮応力層１２からなる表面改質層１４が形成された被施工材１１が高温高圧流体の環境に晒されると、耐食性改善層１３が、高耐食性で安定した酸化皮膜（高耐食層）となる。この高耐食層と前記圧縮応力層１２とにより、被施工材１１の耐応力腐食割れ性を格段に改善することが可能となる。
【００５４】
従って、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様の効果を奏する。
【００５５】
尚、第１の実施の形態のショット１５を熱処理し、より剥離し易くして第１ショット５５とし、第２ショット５６と共に用いて、ピーニング処理を実施してもよい。
【００５６】
［Ｆ］第６の実施の形態（図１０）
図１０は、本発明に係る表面改質方法における第６の実施の形態を示すフローチャートである。この第６の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００５７】
本実施の形態における表面改質方法が、前記第１〜第５の実施の形態と異なる点は、ピーニング処理による表面処理方法６０の前処理として、圧縮応力付与処理としてのブラスト加工５９を、被施工材１１の表面に施す点である。
【００５８】
ブラスト加工５９は、第１〜第５の各実施の形態の前処理として実施して、被施工材１１の表層部に圧縮応力層１２を確実に形成するものであるが、特に被施工材１１に対して硬質でない第１ショット５１（図７）、５５（図９）を用いる第４、第５の実施の形態における表面改質方法の前に実施すると効果的である。
【００５９】
従って、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。特に、ブラスト加工５９により被施工材１１の表層部に圧縮応力層１２を確実に形成できるので、高温高圧流体の環境下で被施工材１１の耐応力腐食割れ性をより一層改善することができる。
【００６０】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１〜第６の実施の形態においては、ピーニング処理として超音波ショットピーニング処理またはショットピーニグ処理を実施する場合を述べたが、これら以外のピーニング処理、例えばレーザピーニング処理やウォータジェットピーニング処理などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々本発明に係る表面改質方法における第１の実施の形態を示す説明図。
【図２】図１の表面改質方法を実施する超音波ショットピーニング施工装置を示す構成図。
【図３】図１の表面改質方法を実施するショットピーニング施工プロセスを示す構成図。
【図４】本発明に係る表面改質方法における第２の実施の形態で用いられる表面改質用ショットを示す概略断面図。
【図５】図４の表面改質用ショットを形成するための超音波ショットピーニング施工装置を示す構成図。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に係る表面改質方法における第３の実施の形態で用いられる表面改質用ショットの製造手順を示す概略断面図。
【図７】本発明に係る表面改質方法における第４の実施の形態に用いられる第１ショットを示す概略断面図。
【図８】図７の表面改質用ショットを用いたショットピーニング施工プロセスを示す構成図。
【図９】本発明に係る表面改質方法における第５の実施の形態のショットピーニング施工プロセスを示す構成図。
【図１０】本発明に係る表面改質方法における第６の実施の形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６２】
１１  被施工材
１２  圧縮応力層
１３  耐食性改善層
１４  表面改質層
１５  ショット（表面改質用ショット）
１６  き裂
１７  き裂周辺部
３０  ショット（表面改質用ショット）
３１  ショット核
３２  粉末層
３６  粉末
４０  ショット（表面改質用ショット）
４１  ショット核
４２  めっき層
５０  粉末固化体
５１  第１ショット（第１表面改質用ショット）
５２  第２ショット（第２表面改質用ショット）
５５  第１ショット（第１表面改質用ショット）
５６  第２ショット（第２表面改質用ショット）
５９  ブラスト加工
６０  表面処理方法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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