新材料ラッパ管試作評価試験(2A)

Trial-manufacturing and evaluation tests on new material wrapper tube

藤原 優行*; 西田 俊夫*; 中村 重治*; 溝口 満*

Fujiwara, Masayuki*; Nishida, Toshio*; not registered; not registered

耐スエリング性の優れた高Crフェライト/マルテンサイト鋼は大型高速炉の長寿命ラッパ管材料として有望と考えられる。固溶強化、析出強化による高強度フェライト/マルテンサイト鋼のラッパ管への適用性を評価するために、引張性質と衝撃特性の要求性能を満たすための材料設計と試作試験を行った。基本組成として0.14C-0.5Ni-11Cr-0.5Mo-2.0W-0.25V-0.07Nb-0.06N鋼を選定し、引張性質および衝撃特性に及ぼすN,V,Nb量および熱処理条件の影響を検討した。(1)高温における引張強さ、降伏強さは、熱処理条件による影響が大きく、一方、成分による影響は小さい。(2)衝撃特性は成分、熱処理条件ともによる影響を大きく受け、特に基本組成よりN,V,Nb量を高めるとDBTTが上昇することがわかった。(3)ラッパ管の引張性質と衝撃特性に対する要求性能を満足させるためには、本研究において選定した基本組成と1050焼ならし、710焼もどし処理の熱処理条件が適当であると判断された。(4)材料設計で選定した化学成分と熱処理条件を適用したラッパ管の試作試験により、目標性能を上回る高強度と優れた衝撃特性を有するラッパ管を得ることができた。

The high Cr ferritic/martensitic steels with a superior resistance to swelling are thought to be preferrable for the long-life wrapper tube materials of the large-scale FBR's. To evaluate the applicability of the ferritic/martensitic steels strengthened by solid-solution and carbide precipitation for the wrapper tubes, the material design to fullfil the requirements for the tensile and the impact properties, and the trial-manufacturing test were performed. The composition selected as a basis was 0.14C-0.5Ni-1Cr-0.5Mo-2.0W-0.25V-0.07Nb-0.06N, and the effects of N, V, and Nb contents and the heat-treatment conditions on the tensile and the impact properties were examined. (1)The tensile and yield strength at elevated-temperatures was largely affected by the heat-treatment conditions, while the effect of the chemical compositions on the strength was small. (2)The impact properties were largely affected by both chemical composition and the heat-treatment condition. The higher contents of N, V, and Nb than those of the basic composition increased the DBTT. (3)To fullfil the requirements for the tensile and the impact properties of the wrapper tubes, the basic composition selected in this study and the heat-treatment condition, normalized at 1050C and tempered at 710C, were thought to be suitable. (4)From the manufacturing test of the wrapper tubes applying the selected chemical composition and the heat-treatment condition, the wrapper tubes having high strength and superior impact properties exceed the requirements were obtained.