表面硬化材のナトリウム中試験(I) : 2000時間腐食試験

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加納 茂機; 小圷 亨; 長谷川 成生; 中山 紘一; 中筋 孝; 厚母 栄夫

Kano, Shigeki; Koakutsu, Toru; Hasegawa, Naruo; Nakayama, Koichi; Nakasuji, Takashi; Atsumo, Hideo

高速炉機器の接触摺動部に適用される表面硬化材の長時間使用におけるナトリウムとの共存性をしらべる目的で,600ナトリウム中に約2000時間浸せきし,材料間の腐食挙動を比較した。試験片はナトリウム中摩擦・自己融着試験に供されてきた各種Co基合金,Ni基合金,カーバイト材である。なお,比較のため従来腐食試験が行なわれてきたSUS304,SUS316,21/4Cr―1Mo鋼等手持ちの耐食耐熱材料も同時浸せきした。解析は摩擦,自己融着現象に影響のある表面あらさ,かたさ,表面観察,組織観察および腐食量の測定により行なった。得られた結果のうち,主なものを挙げると次のようである。▲1)ステライト合金‥腐食量はSUSとくらべてそれほど大きくはなく,一部の試験片は増量した。表面あらさの変化は小さく,かたさは増加する。ナトリウム接液面近傍組織にはナトリウム浸せきによる変化がみられない。▲2)コルモノイ合金等Ni基肉盛材‥大きな腐食量を示しかたさは低下する。コルモノイ合金表面には1040m厚さの変質層が生じ,表面あらさは増加する。▲3)インコネル合金‥腐食量はSUSの約2倍であり,表面に14m厚さの変質層を生ずる。表面あらさの変化は小さい。▲4)耐食耐熱材料‥腐食量はSUSの12倍である。表面あらさの変化は小さく,かたさは変化しない。表面にはっきりした変質層はみられないが,組織内に析出物が生成するものがある。▲5)カーバイト材‥LC―1Cは台金よりはく離した。LW-1N40は腐食量の変動が大きい。表面あらさはいずれも増加した。▲6)その他‥SUS316は粒界,特にナトリウム接液面側に相が生成する。▲

A corrosion test of hard facing material has been conducted in 600C sodium for 2000 hrs. Test pieces were Co base alloys, Ni base alloys and carbides which were provided for tribology studies in sodium. These materials were compared with SUS304, SUS316 and another corrosion and heat resisting alloys by simultaneous exposure. Analysis methods after exposure were as follows: surface roughness, hardness, corrosion rate, surface morphology and metallurgical structure which have influence on friction and self-welding behavior. The results obtained are as follows: (1)Stellitew alloys: Part of test pieces showed weight gain. Change of surface roughness was minute. Structural change was not observed in the surface vicinity of sodium contact. However, hardness increase was observed. (2)Ni base hard facing materials such as Colmonoy alloys: Corrosion rates were high and hardness was reduced. A degraded layer of 10m through 40m was observed on the surface of Colmonoy alloys and their surface roughness increased. (3)Inconel alloys: Corrosion rates were double those of stainless steels. A degraded layer of 1m through 4m was observed on the surface. Change in surface roughness was minute. (4)Corrosion and heat resisting alloys: Corrosion rates showed one to two times greater than those of stainless steels. Change in surface roughness was minute. No change in surface layer was observed. However, precipitates were observed in the metallurgical structures of some alloy types. (5)Carbides: Large increase of surface roughness was observed. LC-1C exhibited stripping from substratum. LW-1N40 indicated wide variation in corrosion rates. (6)Other materials: SUS316 produced a sigma phase at the grain boundary of sodium surface contact.