Effects of silicon, carbon and molybdenum additions on IASCC of neutron irradiated austenitic stainless steels

中性子照射済オーステナイトステンレス鋼におけるケイ素,炭素及びモリブデン添加のIASCCへの影響

中野 純一; 三輪 幸夫; 高野 利夫 ; 塚田 隆 

Nakano, Junichi; Miwa, Yukio; Koya, Toshio; Tsukada, Takashi

照射誘起応力腐食割れ(IASCC)における微量元素の影響を調べるために、高純度のSUS304及び316ステンレス鋼を製作し、SiまたはCを添加した。3.510n/m(E1MeV)の中性子照射後、照射材に対して低ひずみ速度引張試験(SSRT)を561Kの高温水中で行った。SSRT後に試験片の破面観察を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて行った。中性子フルエンスの増加とともに、ステンレス鋼の降伏応力は増加し、伸びは減少した。SiあるいはMoを含有するステンレス鋼では、6.710n/mの照射後のSSRTにおいて20%以上の全伸びを示したが、3.510n/mまで照射した全ての試料が降伏応力の増加と10%以下の伸びの低下を示した。SSRT後の破面の粒界型応力腐食割れ(IGSCC)の破面率は中性子フルエンスの増加とともに増加した。Cを含む高純度ステンレス鋼においては、照射硬化が全試料中最大であったにもかかわらず、IGSCC破面率が全試料中最小となり、Cの添加によりIGSCCが抑制された。

To study effects of minor elements on the irradiation assisted stress corrosion cracking (IASCC), high purity Type 304 and 316 stainless steels (SSs) were fabricated and added minor elements, Si or C. After neutron irradiation to 3.510n/m (E1MeV), the slow strain rate tests (SSRT) for the irradiated specimens was conducted in oxygeneted high purity water at 561 K. Fracture surface of the specimens was examined using the scanning electron microscope (SEM) after the SSRT. Fraction of intergranular stress corrosion cracking (IGSCC) on the fracture surface after the SSRT increased with netron fluence. Suppression of irradiation hardening and increase of peiod to SCC fracture as benefitical effects of the additional elements, Si or Mo, were not observed obviously. In high purity SS added C, fraction of IGSCC was the smallest in the all SSs, although irraidiation hardening level was the largest in the all SSs. Addition of C suppressed the susceptibility to IGSCC.