SVIR-1照射ODSフェライト/マルテンサイト鋼被覆管のリング引張特性評価

Ring-tensil properties of oxide dispersion strengthened ferritic/martensitic steel claddings irradiated in JOYO/SVIR-1

吉武 庸光 ; 赤坂 尚昭; 阿部 康弘

Yoshitake, Tsunemitsu; Akasaka, Naoaki; Abe, Yasuhiro

再結晶及び-相変態により結晶組織を改善して高温内圧クリープ強度等の機械的性質の向上を図った酸化物分散強化型(Oxide Dispersion Strengthened;ODS)フェライト/マルテンサイト鋼被覆管の基本的な照射後強度・延性特性を評価することを目的として、「常陽」SVIR-1で照射試験を実施した。照射した被覆管試料は12Cr-フェライト系再結晶ODS鋼被覆管(F94,f95)9Cr-マルテンサイト系ODS鋼被覆管(M93)である。これらについては照射後、リング引張試験を行い、本鋼被覆管のリング引張特性に及ぼす中性子照射効果を評価した。 本試験・評価で得られた主な結果は以下のとおりである。 1) F94,F95及びM93被覆管未照射材のリング引張強度は、ODS鋼開発当初に温間加工でODSフェライト鋼被覆管(1DS)とPNC-FMS鋼被覆管の中間の強度レベルであった。また、再結晶及び-相変態による結晶組織改善の結果、一様伸び及び全伸びは1DSに比較して大幅に増加し、本鋼被覆管は良好な周方向延性を有することが分かった。 2) 高速中性子照射量0.53.010の26乗 n/平方メートル(E 0.1MeV)、照射温度397 534度Cの照射条件範囲においては、本鋼のリング引張強度は降伏応力、引張強さともに照射に伴い約10%程度の増加を示したが、強度特性の照射量依存性は見られなかった。また伸びについては、一様伸び及び全伸びはともに高温側でやや低下する傾向が見られたものの、照射に伴う伸び特性の著しい劣化は確認できなかった。 3) 以上の結果から本照射条件範囲においては、本鋼被覆管は照射に伴う著しい強度変化や伸びの低下はみられず、照射後の周方向引張強度・延性特性が良好であることが判明した。しかし、現状の中性子照射データは非常に限られていることから、今後計画的に目標とする高照射領域までの照射試験を実施し,照射特性を把握することが重要である。

The cladding samples of the 12Cr-ferritic oxide Dispersion Strengthened (ODS) steel claddings with recrystallized microstructure (F94 and F95) and the 9Cr-martensitic ODS steel cladding (M93), in which their high temperature strengths were improved by the recrystallization and the - phase transformation, respectively, were irradiated in the JOYO/SVIR-1. Post-irradiation ring-tensile tests and microstructural examination were carried out on these cladding samples in order to understand the effects of fast neutron irradiation on their ring-tensile properties. The results obtained in this study are as follows; (1)The strength of F94, F95 and M93 claddings was higher than that of 11Cr-ferritic/martensitic steel without oxide dispersion, and lower than that of the first trial ODS ferritic steel cladding manufactured by warm working that had the strong strength anisotropy (1DS). The uniform and total elongations of these claddings were considerably increased by the improvement of their microstructures using recrystallization and (- phase transformation, compared with 1DS. (2)The strength of these claddings was increased about 10% by the irradiation hardening under the irradiation conditions examined where the fast neutron fluence was between 0.5 10 and 3.0 10 n/m (E0.1 Mev) and the irradiation temperature ranged from 397 to 534 C. No significant dependence of fast neutron fluence on the ring-tensile properties was observed and these claddings retained respectable elongation after the irradiation. (3)From these results and consideration, it is suggested that the ring-tensile properties of these ODS steel claddings (F94, F95 and M93) after irradiation would be excellent within the fluence level achieved in this irradiation test. However, it is necessary to conduct the irradiation tests on them because the irradiation data are still insufficient to evaluate their irradiation behavior ...