Effect of neutron irradiation on the microstructure of the stainless steel electroslag weld overlay cladding of nuclear reactor pressure vessels

エレクトロスラグ溶接した原子炉圧力容器ステンレスオーバーレイクラッドの中性子照射によるミクロ組織変化

武内 伴照   ; 鹿窪 勇太*; 松川 義孝*; 野沢 康子*; 永井 康介*; 西山 裕孝 ; 勝山 仁哉  ; 鬼沢 邦雄 ; 鈴木 雅秀

Takeuchi, Tomoaki; Kakubo, Yuta*; Matsukawa, Yoshitaka*; Nozawa, Yasuko*; Nagai, Yasuyoshi*; Nishiyama, Yutaka; Katsuyama, Jinya; Onizawa, Kunio; Suzuki, Masahide

本研究では、約90%のオーステナイトと10%のフェライトの相分率である原子炉圧力容器オーバーレイクラッドについて、溶接後熱処理の後にJMTRにおいて290Cで7.2 10n/cmまで中性子照射をして、3次元アトムプローブ法でミクロ組織変化を観察し、元素濃度分布や析出状態を評価した。その結果、フェライト相では、照射によってCr及びSiの濃度揺らぎが上昇しており、新たにNi及びMnの濃度揺らぎが生じていた。オーステナイト相では、'(NiSi)様のクラスターが形成していた。一方、われわれが過去に行った400C10,000h時効材では、フェライト相でCrの濃度揺らぎが大きく上昇するとともにG相(Ni-Si-Mn)が形成していたが、オーステナイト相ではミクロ組織変化は観察されなかった。

Investigation on irradiation effects of weld-overlay claddings is necessary for safety assessment of reactor pressure vessels. We investigated microstructural changes in the cladding, which was composed of about 90% austenite and 10% -ferrite phases, subjected to the neutron irradiation to 7.210 n/cm at 290C, by 3D atom probe tomography technique. In the ferrite phase, the amplitude of the Cr and Si concentration fluctuation was increased by the irradiation and Ni and Mn concentration fluctuations were newly occurred. In the austenite phase, '(NiSi) -like clusters were formed. In contrast, the results of our previous work on the cladding subjected to thermal aging showed the amplitude of the Cr fluctuation was significantly increased and G (Ni-Si-Mn) phase was formed in the ferrite phase. Moreover, no changes were observed in the austenite by the aging.