改良オーステナイト最適化鋼の開発(III); 試作被覆管の炉外強度特性評価

Development of 14Cr-25Ni advanced austenitic steels(III); Out of piles tensile and thermal creep properties evaluation

大塚 智史   ; 上羽 智之 ; 鵜飼 重治  ; 水田 俊治 

Otsuka, Satoshi; Uwaba, Tomoyuki; not registered; Mizuta, Shunji

改良オーステナイト最適化鋼(以下、14Cr-25Ni鋼)は「もんじゅ」高度化炉心のバックアップ材料として改良オーステナイト鋼(PNC1520)の耐スエリング特性をさらに向上させるために改良を図った材料であり、すでに合金開発は終了している。これまで合金添加元素(Ti,Nb,V,P)を変えた7鋼種の被覆管試作を行ない、炉外特性評価試験を実施してきた。本研究では炉外特性のうち引張特性と高温クリープ特性を評価した。得られた結果は以下の通りである。1.試験温度が室温から900における14Cr-25Ni鋼の引張特性(0.2%耐力、引張強さ、一様伸び、破断伸び)は、PNC316鋼およびPNC1520鋼とほぼ同等であった。2.14Cr-25Ni鋼のクリープ強度はPNC316鋼とPNC1520鋼の中間にあることがわかった。しかし、Ti,Nb,Vの複合添加材は750での長時間側クリープ強度が顕著に改善されることが判明した。3.クリープ破断材の組織観察結果より、V添加による長時間側のクリープ強度増加の機構として、(Ti,Nb,V)炭窒化物の微細析出物分散による転位組織の安定化が考えられる。

14Cr-25Ni advanced austenitic steels (14Cr-25Ni steel) was developed in order to improve the swelling resistance of modified 15Cr-20Ni base austenitic steels(PNC1520). This steel is planned to be utilized as back-up material for Monju advanced core component. Seven types of cladding tubes with different amounts of alloying elements of Ti, Nb, V and P had been fabricated and the out-of-pile testing of these cladding tubes has been conducted. Among out of piles properties, tensile property and creep property of 14Cr-25Ni steels were evaluated in this study. The results can be summarized as follows. (1)Tensile properties (0.2% yield stress, ultimate tensile strength, uniform elongation, ultimate elongation) of 14Cr-25Ni steels were almost equivalent to those of PNC316 steel and PNC1520 steel in the temperature range from room temp. to 900C. (2)The creep strength of 14Cr-25Ni steels was between PNC316 and PNC1520. It was shown that the long term creep strength at 750C was remarkably improved by the Ti, Nb and V addition. (3)It is suspected that the improvement of creep strength of V-added-steel would be caused by stabilization of dislocation microstructure due to finely distributed carbo-nitride [Ti, Nb, V(C, N)] precipitates.