表面硬化材のナトリウム中試験(VI) : 引張破断法による自己融着の温度依存性評価

In-sodium tests of hard facing materials (VI); Temperature dependence of self-welding characteristics by tension breakaway

加納 茂機; 長谷川 成生; 中山 紘一; 小圷 亨; 柚原 俊一*; 中筋 孝

Kano, Shigeki; Hasegawa, Naruo; Nakayama, Koichi; Koakutsu, Toru; not registered; Nakasuji, Takashi

「もんじゅ」機器接触部材についてナトリウム中自己融着特性を求めることが要請されている。自己融着部の引張破断応力により自己融着特性を求める方法では,いままでに純度管理されていないトリウム中およびコールドトラップを190または145で純度管理したナトリウム中で各種材料組合せを試験した結果を報告している。これらのデータは材料の選定のため使用された。今回は選定された表面硬化材および「もんじゅ」主要構造材について,コールドトラップを140または145で純度管理した450700ナトリウム中における200時間自己融着特性の浸漬温度依存性について報告する。得られた主な結果は次のとおりである。▲1)自己融着にもとづく引張破断応力の増加は明白な浸漬温度依存性を示す。▲2)SUS304同士およびSUS316同士の組合せは500以上で自己融着し,引張破断応力は浸漬温度の上昇とともに直線的に増加する。▲3)フェライト鋼はオーステナイトステンレス鋼より自己融着による引張破断応力が高い。▲4)LC―1C同士の組合せは700でも自己融着しにくい。ステライトN-6同士,コルモノイN-5同士,インコネル718同士の組合せは700で自己融着し,600で自已融着しない。コルモノイN-5のみは引張破断が自己融着部ばかりでなく肉盛層内でも生ずる。▲5)700ナトリウム中200時間浸漬によりコルモノイN-5のみが明白なナトリウム腐食をうける。LC―1Cは部分的に台金よりはく離した。これは溶射層(0.2mm厚)が厚すぎたためおよびグリッドブラスト法,溶射端面の処理法に問題があったためであり,現在この点に留意し試験片の製作を行なっている。▲

It is requested to obtain the self-welding characteristics in sodium on the contacting materials of "MONJU" components. By tension breakaway method, the tests were up to date conducted on many kinds of materials in sodium which was not cold-trapped and was purified by the cold trap temperature of 190C or 145C. These results were used for material screening. The present study relates to the dwell temperature dependence of 200 hrs. self-welding characteristics on the selected hard facing materials and main structural materials of "MONJU" in 450 700C sodium purified by the cold trap temperature of 140C or 145C. The main results obtained are as follows. (1)The breakaway stress shows the apparent dwell temperature dependence. (2)The combinations of SUS 304/itself and SUS 316/itself self-weld above 500C and the breakaway stress increases linearly with the dwell temperature. (3)Ferritic steels exhibit the higher breakaway stress than austenitic stainless steels. (4)The combination of LC-1C/itself does not easily self-weld even at 700C. The combinations of Stellite No.6/itself, Colmonoy No.5/itself and Inconel 718/itself self-weld at 700C and do not self-weld at 600C. Only Colmonov No.5 breakaways at the inside as well as the self-welded interface. (5)Only Colmonoy No.5 shows the apparent corroded surface among the test materials after exposure to 700C sodium for 200 hrs. LC-1C exhibits flaking partially from the substratum. It is because the coating layer (0.2 mm thick) was too thick and there were the problems of the grid blast method on substratum surface and the manufacturing method on coating edge.