中性子照射したオーステナイト鋼のボイド組織分布に及ぼす粒界構造の効果

Effect of nature of grain boundary on void distribution during irradiation in austenitic stainless steels

関尾 佳弘  ; 山下 真一郎   ; 吉武 庸光 ; 西野入 賢治; 高橋 平七郎*

Sekio, Yoshihiro; Yamashita, Shinichiro; Yoshitake, Tsunemitsu; Nishinoiri, Kenji; Takahashi, Heishichiro*

原子炉炉心材料(オーステナイト系ステンレス鋼)では、照射欠陥集合体の蓄積の結果として、ボイドスエリングや照射硬化が起こることが一般的に知られているが、これらの現象を引き起こす転位やボイドの形成過程がどの微細組織因子(シンクの種類等)の影響を受けているかなどについては十分に明らかにされていない。このようなことから、本研究ではオーステナイト系ステンレス鋼における粒界近傍での照射欠陥集合体、特にボイド組織の蓄積過程を明らかにするために、オーステナイト系ステンレス鋼の3元系モデル合金Fe-15Cr-15Niを用いて「常陽」で中性子照射を行い、照射後微細組織観察からボイド組織の蓄積過程と粒界構造との関係性の評価を行った。その結果、整合性の低いランダム粒界近傍にはボイド欠乏帯が形成し、整合性の高い対応粒界近傍には形成しないことが示され、粒界近傍のボイド組織の蓄積過程が粒界構造の違いによって変化することが明らかになった。また、高速炉炉心の実用材であるPNC316(SUS316の改良鋼)においても同様の評価を行い、Fe-15Cr-15Niと同様の関係性を示すことが明らかになった。

In this study, microstructural observation of Fe-15Cr-15Ni ternary model alloy and PNC316 irradiated in JOYO was performed to clarify the defect accumulation process in the vicinity of grain boundary and also the relationship between grain boundary coherency and the void structure developing process was evaluated. As the result of microstructural observation, the followings are obtained; void denuded zone (VDZ) was developed in the vicinity of the low symmetry grain boundary of Fe-15Cr-15Ni whereas no VDZ developed in the vicinity of high symmetry grain boundary. In the case of PNC316, narrow VDZ was developed only at the low symmetry grain boundary.