核燃料再処理環境における金属材料の腐食と環境割れ

核燃料后处理环境中金属材料的腐蚀与环境裂解

基本信息

批准号：
11F01069
负责人：
坂入正敏
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

ステンレス鋼やチタン合金は、耐食性が高いため化学プラントから生体材料等の幅広い環境中で使用されている。しかし,環境が変化すると予想しない腐食が発生することがあり、その腐食挙動は十分に理解されているとは言い難い。特に,次世代高強度材料として期待されている,酸化物分散強化型(ODS)フェライトス鋼については,腐食挙動に関する知見が殆ど無い。そこで、本年度はクロム濃度を変えて作製したODSフェライト鋼,オーステナイトステンレス鋼,チタン合金の硝酸環境中を中心に腐食挙動の調査を電気化学的手法と浸漬腐食試験により行うとともに,表面酸化物皮膜構造をXPSにより分析した。12%-15%CrODS鋼の3Mから9Mの沸騰硝酸中の腐食挙動を浸漬試験により調査した。浸漬時間は,最長240時間とした。その結果,15%Cr ODS鋼の腐食速度は,0.02-0.24mm/年であり,304Lステンレス鋼の腐食速度は,0.02-016mm/年(浸漬初期)であった。ODS鋼は,240時間浸漬しても粒界腐食は観察されなかった。動電位分極曲線から求めた,腐食電位は硝酸濃度が高くなるに従って,貴側に変化した。XPSによる表面分析の結果から,ODS鋼とステンレス鋼の腐食挙動の違いは,不働態皮膜組成の違いによることを明らかにした。JIS-2Tiとチタン合金,(Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01Pd-0.03Ru-Ta, KS50AKOT)の沸騰濃硝酸溶液中における腐食挙動を調査した。浸漬腐食時間は240時間とし,48時間毎に溶液を交換した。腐食速度は,JIS-2Tiで0.07mm/年,チタン合金で0.000763mm/年であった。ODS鋼の硝酸環境中における使用の可能性を明らかにした。

不锈钢和钛合金由于耐腐蚀性高，在从化学植物到生物材料的各种环境中使用。但是，当环境发生变化时，发生意外的腐蚀，很难说腐蚀行为已完全理解。特别是，关于氧化物分散剂（ODS）铁素体钢的腐蚀行为几乎没有知识，这预计将是下一代的高强度材料。因此，今年，我们使用XPS使用电化学方法和沉浸式腐蚀测试，研究了具有不同铬浓度的ODS铁素体钢，奥氏体不锈钢和钛合金的腐蚀行为，主要在硝酸环境中，并使用XPS分析了表面氧化物结构。通过浸入式测试研究了从3M到9M沸腾的硝酸中12％-15％Crods钢的腐蚀行为。最大浸泡时间为240小时。结果表明，15％CR ODS钢的腐蚀速率为0.02-0.24mm/年，304L不锈钢的腐蚀速率为0.02-016mm/年（早期沉浸）。即使在浸入240小时后，在ODS钢中也没有观察到晶间腐蚀。随着硝酸浓度增加，腐蚀电位由电动电势极化曲线确定，变为您的侧面。使用XPS的表面分析结果表明，ODS钢和不锈钢腐蚀行为的差异是由于被动涂料组成的差异。研究了JIS-2TI和钛合金（TI-0.4NI-0.15CR-0.01PD-0.01PD-0.03RU-TA，KS50AKOT）在沸腾的浓硝酸溶液中的腐蚀行为。浸入腐蚀时间为240小时，溶液每48小时更换一次。 JIS-2TI的腐蚀速率为0.07mm/年，钛合金的腐蚀速率为0.000763mm/年。已经阐明了在硝酸环境中使用ODS钢的可能性。