高強度フェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)の短時間強度特性の評価

Evaluation of tensile property of high strength ferritic/martensitic steel(PNC-FMS)

上平 明弘; 水野 朋保; 鵜飼 重治  ; 浅賀 健男; 吉田 英一

not registered; not registered; not registered; not registered; Yoshida, Eiichi

高強度フェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS鋼:11Cr0.5Mo2W,Nb,V)は、サイクル機構が高速炉の次期炉心材料候補として開発した鋼種であり、1992年に材料強度基準(暫定案)としてNa中への脱炭のみを考慮した短時間強度補正係数が策定されている。しかし、本材料については、脱炭のみならず、熱時効による強度低下も大きいことが判明しており、短時間強度補正係数としては脱炭と熱時効の両者を考慮する必要がある。本報告では、PNC-FMS鋼の短時間強度特性について、最新データを従来に加えて、Na中への脱炭効果および熱時効効果を再評価・検討し、次に示す事項を明らかにした。a.脱炭効果にはNa流速の依存性がみられ、Na流速が大きいほど脱炭による強度低下は顕著となる。b.脱炭効果に対する材料の焼き戻し温度の影響は見られなかった。c.脱炭による強度低下には部材寸法の影響が大きく、薄肉部材である被覆管で脱炭による強度低下が大きい。d.熱時効効果は焼き戻し温度が低いほど顕著であり、低温焼き戻し材であるラッパ管で熱時効による強度低下が大きい。上記の結果から、従来の材料強度基準を見直し、新たな短時間強度補正係数を策定した。

High Strength Ferritic/Martensitic Steel (PNC-FMS : 11Cr-0.5Mo-2W,Nb,V) was developed by JNC in 1992 as one of the candidate materials for the long-life core of large-scale fast breeder reactor. At that time, the material design base standard (tentative) was established and the adjusting factor of tensile property in the standard was determined. This factor was based on only evaluation of decarburization effect by flowing sodium. It was proved that not only decarburization in sodium but also themral aging had large effect on tensile property of PNC-FMS. In this study, effects of decarburization in sodium and thermal aging to tensile property of PNC-FMS were evaluated, using recent data with previous data. The results are summarized as follows. (1)Decarburization was more considerable with larger sodium flow rate. (2)Decarburization was independent on tempering temperature of material. (3)Tensile strength of cladding tube with thin wall thickness decreases considerably owing to decarburization, because the decarburization is more considerable with thinner wall thickness. (4)Tensile strength of wrapper tube tempered low temperature decreases considerably owing to thermal aging, because the effect of thermal aging is more considerable with lower tempering temperature. Based on above results, a new adjusting factor of tensile property of PNC-FMS was established instead of the previous factor.