応力‐クリープ破断時間関係に折れ曲がりが生じる場合、設計基準の設定に必要な長時間クリープ強度を過大評価する危険性がある。高強度フェライト耐熱鋼では弾性限に相当する0.2%耐力の1/2で折れ曲がりが生じることを解明し、高応力域と低応力域を個別に解析する「領域分割解析法」を提唱した。本解析法を適用することにより、許容応力の見直しや溶接接手強度低減係数及び既設プラントの寿命評価式の制定等を通して、発電プラント等の高温構造部材の信頼性向上に貢献した。また、「領域分割解析法」を用いて、次世代革新高温炉の設計に必要な最長50万時間までのGrade 91鋼の材料強度基準値を策定し、米国原子力規制委員会により承認された(2023年2月)。

クリープ強度特性のバラツキを抑制するため、材質劣化因子の解明に基づいた材料仕様の見直しが行われており、Grade 91鋼については化学成分や熱処理条件等を制限したType 2規格が制定されている。最近、凝固偏析の残存による化学組成の不均一分布がクリープ強度を低下させることを明らかにした。現行の材料規格では、偏析が有害であることの記載はあるものの、偏析の程度を定量的に制限する要求事項はない。そこで、焼戻しマルテンサイト組織に及ぼす偏析の影響に着目し、集合組織により偏析の程度を簡便かつ迅速に非破壊で評価できる手法を提案した。