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CMIR-2照射Fe-15Cr-20Ni系モデル合金の照射後試験(1); 照射誘起偏析に及ぼすシンクの影響および溶質原子のサイズ効果

Post-lrradiation examination on Fe-15Cr-20Ni series model alloy irradiated by CMIR-2(1); Effect of defect sink and size of solute atom on radiation induced segregation(1)

神田 北斗; 山県 一郎; 堂野前 貴子; 赤坂 尚昭

not registered; Yamagata, Ichiro; not registered; not registered

オーステナイトステンレス鋼では照射により、溶質原子が表面や結晶粒界等に偏析し、合金組成が局所的に変化する事が知られている。粒界偏析挙動を詳細に調べ、理解するために高速炉炉心材料として開発中であるPNC1520の基本合金系であるFe-15Cr-20Ni合金に、原子サイズの違いを考慮したSi,Moを各々添加したモデル合金について照射誘起偏析を検討した。高速実験炉「常陽」により476$$^{circ}C$$、3.5$$times$$10の26乗n/mの2乗(E$$>$$0.1MeV)の条件で照射された試料を、透過型電子顕微鏡(TEM)とエネルギー分散型X線分光分析装置(EDS)により微細組織の観察および溶質濃度を測定した。照射誘起結晶粒界偏析挙動は概ね溶質原子のサイズ効果に従っており、Feよりサイズの大きな(oversize)原子は結晶粒界で枯渇し、小さな(undersize)原子は濃化した。またボイド表面における偏析は結晶粒界とほぼ同等であり、析出物界面における偏析はこれらよりも大きい傾向を示した。また粒界によっては粒界近傍にボイドの存在しないボイド欠乏帯が存在していた。その生成理由の一つとして粒界移動現象によりボイドが掃き出されたことが考えられる。

lt is well known that solute atoms are segregated on surface, grain boundary, etc. and composition changed partially in irradiated austenitic stainless steel. For understanding radiation induced segregation (RIS), we adopt a Fe-15Cr-20Ni-x (x: Si, Mo) which is basically alloy system in PNC1520, and size of Si, Mo are different from matrix atoms to investigate RIS behaviors. The specimens were irradiated by "Joyo" fast reactor that irradiation condition is 3.5 $$times$$ 10$$^{26}$$ n/m$$^{2}$$ (E>0.1Mev) at 476$$^{circ}$$C. After irradiation, the specimen were observed and analyzed with EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscope) of 400kV TEM (Transmission Electron Microscope). The behavior of RIS depends on size of solute atoms of alloy. For example, oversized atoms are decreased and undersized atoms are increased in sink. RIS of voids are as same as or more than grain boundaries and smaller than precipitates. The void denuded zone was existed nearby G.B. in case of combinations between the grains from G.B.0ne of the reasons in this, the voids swepted by moving G.B. in radiation induced G.B. migration.

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