表面硬化材のナトリウム中試験(III) : 「もんじゅ」燃料集合体用ラッパ管パッド材のナトリウム中浸漬試験

In-sodium tests of hard facing materials (III)

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

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

高速増殖炉の機器にはナトリウム中で接触,摺動する多くの部分があり,それら部分には耐摩擦,耐摩耗,耐自巳融着材の適用が図られている。これは燃料集合体ラッパ管パッド部にも適用される。▲今回,4種類の材料(ステライトN-6,コルモノイN-6,LC―1C各コーティング材およびインコネル718母材)をそれぞれ使用したパッド材を取付けたもんじゅサイズラッパ管部分供試品が試作された。この4種類の材料は,過去の試験によって選択されたものである。▲このラッパ管部分供試品から切出したパッド部試験片を,600のナトリウム中で2,000時間浸漬試験を行ない,次の結果が得られた。▲いずれの材料を使用したパッド材もパッド部表面とラッパ管内面間の寸法は,浸漬時の加熱のため局部的増減を示し,最大200mにおよんだ。▲ステライトN-6‥表面は全面腐食および粒界の選択腐食が認められた。かたさは若干低下したが,なおHv600を保った。表面粗さも若干粗くなった。▲コルモノイN-6‥表面は全面腐食が比較的激しく,B,Si等の元素の減少および表面変質層の生成か認められた。又かたさの減少が顕著でHv300に低下し,表面粗さも若干粗くなった。▲LC―1C‥表面の全面腐食は認められたが,断面組織は変化なく安定であった。かたさは若干増加してHvl,100に達し,また表面粗さも若干粗くなった。▲インコネル718‥表面の全面腐食は軽微であったか,Ti,Nb,Mo等の元素の減少が認められた。かたさの増減はなくHv500を保ち,表面粗さも変化はなかった。▲

Friction, wear and self-welding resistant materials are applied for many contact and/or sliding parts in FBR components. The pad material of a fuel assembly wrapper tube is a ypical example. Wrapper tube pads of "MONJU" size were trially manufactured with four kinds of hard facing material selected by up to date R&D tests ((1)Stellite No.6 (2)Colmonoy No.6, (3)LC-1C (Chromium Carbide), (4)Inconel 718). In this study, these pads were exposed to 600C sodium for 2,000 hrs.. The following results were obtained. (1)The dimension between the inside of wrapper tube and the pad surface partially changed max. 200m due to the heating during sodium exposure. (2)Stellite No.6: After exposure, the surface showed general corrosion and selective corrosion at the grain boundary. The hardness slightly decreased to Hv 600 and surface roughness slightly increased. (3)Colmonoy No.6: After exposure, the surface showed severe general corrosion, then the depletion of boron and silicon and the degraded layer were observed in the vicinity of the exposed surface. The hardness of this layer significantly decreased to Hv 300 and the surface roughness slightly in creased. (4)LC-1C: After exposure, the surface showed slight general corrosion but cross-sectional micrograph was stable. The hardness increased to Hv 1,100 and the surface roughness slightly increased. (5)Inconel 718 : After exposure, the surface corrosion was slight, but titanium, niobium and molybdenum were depleted in the vicinity of the expoded surface. The hardness and surface roughness did not change before and after exposure.