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藤原 優行*; 西田 俊夫*; 小田 正彦*; 十代田 哲夫*
PNC TJ9058 88-009, 77 Pages, 1989/02
噴射分散法(Spray-DispersionMthod,SD法と略す)最近開発された技術で外部から溶鋼流に酸化物粒子を噴射することによって粒子を分散させた鋼を製造することができる。この新しいプロセスによって製作する酸化物分散強化型(OxideDispersionStrengthened,ODS)フェライト鋼の大型高速炉の長寿命炉心材料への適用性を評価するためにまずFe-13Cr鋼を用いて基礎的な検討を行い、次の結果を得た。1)水および溶融Snを用いたモデル実験結果により良好な噴射分散状態を得るためには溶融金属流の径(溶湯ノズ径)、噴射ガスノズルの径と数、噴射交角、および噴射ガス圧力が重要な因子であることを明らかにした。2)真空溶解炉に組み込んだSD実験の装置を試作して、分散制御元素としてTi,Nb,Vを添加したFe-13Crフェライト鋼の10Kg鋼塊についてZrO2酸化物粒子のSD実験を実施した。SD法により鋼中に最大量約0.5%のZrO2を添加させることができた。しかし、鋼中の酸化物粒子の径は大きく、また酸化物粒子の分布も不均一であった。これらの問題を改善するためには噴射ガス圧力と酸化物粉末の供給量の増強を図る必要があると考えられた。
藤原 優行*; 西田 俊夫*; 十代田 哲夫*; 浅見 清*
PNC TJ9058 88-007, 189 Pages, 1988/08
酸化物分散強化型(ODS)フエライト鋼は耐スエリング性に優れ、しかも高い高温強度を有しているので、大型高速炉の長寿命燃料被覆材として有望視されている。ODSフェライト鋼の被覆材への適用性を評価するため、諸性質、特に高温強度に及ぼす製造じようけん、添加元素(Nb,V,Zr)、固溶硬化(W,Mo)と分散硬化の複合強化、および酸化物りゆうしり種類(Y/2O/3,ZrO/2)の影響について調べた。1)ODSフエライト鋼の性質にはアトライターを用いたメカニカルアロイング(MA)処理条件が強い影響を及ぼす。合金粉末に高エネルギーを与える程、分散粒子の良好な分散状態が得られる。MA処理条件の中で、アトライターの回転速度をより高くすることがもっとも効率的な条件と判断される。2)Nb,Zr添加により複合酸化物の形成が認められたが、V添加では複合酸化物の形成は観察されなかった。Nb,V添加は高温強度を上昇させたが、Zr添加による効果は小さかった。3)固溶強化元素Mo,Wの約2%の添加はクリープ破断強度を上昇させた。Wの効果の方がMoよりやや大きかった。4)Y/2O/3に替わりZrO/2を洗濯し、高温強度に及ぼすZrO/2分散の効果を調べた。Y/2O/3の場合ほどではないが、ZrO/2粒子による分散強化が確認された。
藤原 優行*; 十代田 哲夫*; 西田 俊夫*
PNC TJ9058 88-004, 61 Pages, 1988/03
昭和61年にK、S2社に試作された高強度フェライト/マルテンサイト鋼被覆管3種(61FS、61FSF、61FK)について、高温引張試験、内圧クリープ破断試験を実施した。また55年度試作原型炉用被覆管(55MK)について、内圧クリープ試験を実施し、歪み測定を行った。フェライト鋼被覆管は11%Crを基本組成とし、61FS被覆管では0.5%Mo、2.0%Wを、61FSF被覆管では2.2%Wを、61FK被覆管では2.0%Moを添加している。また61FS、61FSF被覆管がマルテンサイト単相組織であるのに対して、61FK被覆管の場合は主にC量が低いことによりマルテンサイト+
フェライトの二相組織となっている。各被覆管の硬さは61FK
61FSF61FSの順に高くなっている。以下に結果を要約する。1)R.T
800
における引張強さ、0.2%耐力は61FK61FSF61FSの順に高くなっていた。伸びはほとんど変わらなかった。 2)600におけるクリープ破断強度は、61FK61FS61FSFの順に高くなっていた。一方、650におけるクリープ破断強度については、短時間側では600と同様な傾向が認められるものの、長時間側ではクリープ破断強度はほとんど変わらなくなる傾向が認められた。 3)59年度に試作されたフェライト鋼被覆管(59FK、59FS)の中で、最も強度の高かった59FK被覆管に比べて、今回試作された被覆管は600ではほぼ同等の強度を、650では高い強度を有していた。 4)55MK被覆管について、650、14㎏f/mmE2の条件で、測定回数を変化させて内圧クリープ試験を行ったが、クリープ伸びはほとんど変わらなかった。
