低放射化鉄鋼材料の照射効果

本研究では、オーステナイト系及びフェライト系低放射化鉄鋼材料として、それぞれ、高Mu-Cr鋼及びFe-2.25〜12%Cr-W鋼を取り上げ、これらの材料の組織安定性、高温強度、靱性、耐照射特性、耐食性・電気化学的性質に対する合金元素の影響を調べた。高Mn-Cr鋼については、主として、12〜16%Cr-5〜30%Mn合金及び鋼の相組織、相安定性と高温強度に重点を置いて調べ以下のことを明らかにした。【○!1】16%Cr-10〜30%Mn合金では773〜973Kでの時効処理によりσ相が析出する。また、σ相の析出様式は3種類ある。【○!2】12%Cr-5〜30%Mn合金においても10%以上のMn添加では773〜973Kでの時効処理によりσ相が析出する。σ相の析出を抑制するにはNi当量(Ni当量はNi(%)+30C(%)+25N(%)で定義することとする)を10以上にする必要がある。【○!3】時効処理においてσ相析出を抑える12%Cr-15%Mn-0.2%C-0.2%N合金およびC及びNをそれぞれ、0.3%、0.2%まで単独添加した材料につき高温強度を測定した結果、0.2%C 0.2%Nを複合添加した場合、873Kでの0.2%耐力、抗張力、破断伸びはJPCAのそれらの値とほぼ同等になる。ただし、873Kでのクリープラプチャー強度はJPCAほど大きくないので、今後、加工熱処理法の開発・改善、合金元素添加の適性化によりクリープ強度を高める必要がある。Fe-2.25〜12%Cr-W鋼については、主として、高温強度及び靱性に重点を置いて調べ以下のことを明らかにした。【○!1】2.25%Cr-W鋼では0.1C-2W-0.07Ta-0.4V添加により高温強度及び靱性が総合的に優れた。【○!2】9Cr-2.5W-0.2V-0.09C鋼では〜1%Taの添加がクリープ強度及び靱性を総合的に優れたものにした。【○!3】9Cr-2W:0.25Vを基本成分とする鋼の中性子照射後の靱性を測定した結果、Ti、Taの多めの添加が不適であることが分かった。

本研究では、オーステナイト系及びフェライト系低放射化鉄鋼材料として、それぞれ、高Mu-Cr鋼及びFe-2.25〜12%Cr-W鋼を取り上げ、これらの材料の組織安定性、高温強度、靱性、耐照射特性、耐食性・電気化学的性質に対する合金元素の影響を調べた。高Mn-Cr鋼については、主として、12〜16%Cr-5〜30%Mn合金及び鋼の相組織、相安定性と高温強度に重点を置いて調べ以下のことを明らかにした。【○!1】16%Cr-10〜30%Mn合金では773〜973Kでの時効処理によりσ相が析出する。また、σ相の析出様式は3種類ある。【○!2】12%Cr-5〜30%Mn合金においても10%以上のMn添加では773〜973Kでの時効処理によりσ相が析出する。σ相の析出を抑制するにはNi当量(Ni当量はNi(%)+30C(%)+25N(%)で定義することとする)を10以上にする必要がある。【○!3】時効処理においてσ相析出を抑える12%Cr-15%Mn-0.2%C-0.2%N合金およびC及びNをそれぞれ、0.3%、0.2%まで単独添加した材料につき高温強度を測定した結果、0.2%C 0.2%Nを複合添加した場合、873Kでの0.2%耐力、抗張力、破断伸びはJPCAのそれらの値とほぼ同等になる。ただし、873Kでのクリープラプチャー強度はJPCAほど大きくないので、今後、加工熱処理法の開発・改善、合金元素添加の適性化によりクリープ強度を高める必要がある。Fe-2.25〜12%Cr-W鋼については、主として、高温強度及び靱性に重点を置いて調べ以下のことを明らかにした。【○!1】2.25%Cr-W鋼では0.1C-2W-0.07Ta-0.4V添加により高温強度及び靱性が総合的に優れた。【○!2】9Cr-2.5W-0.2V-0.09C鋼では〜1%Taの添加がクリープ強度及び靱性を総合的に優れたものにした。【○!3】9Cr-2W:0.25Vを基本成分とする鋼の中性子照射後の靱性を測定した結果、Ti、Taの多めの添加が不適であることが分かった。