Corrosion Behavior of High Chromium Martensitlc Steel in LBE

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青砥 紀身 ; 西 義久*; 古川 智弘  

Aoto, Kazumi; Nishi, Yoshihisa*; Furukawa, Tomohiro

LBE冷却高速炉の成立に向けた重要な課題の1つに構造及び炉心材料を、特に、600 C以上の高温でLBE腐食から適切に保護する技術開発が挙げられる。ここでは、主要候補構造材料として検討されている高クロム鋼(ASME P122)に関する650 C、連続酸素濃度制御下停留LBE中試験結果を報告する。4000hまで浸漬した試料について光学及び化学分析を行い、表面に形成される酸化層の組織構造及び鋼中の主要構成元素挙動を評価した。マグネタイトが安定に形成される温度域を越える高温では、酸化物最外層はLBE中へ溶解する。酸化物の下に形成する拡散層もしばらくすると同様にLBEに溶解してしまう。しかしながら、今回分析結果に基づけば、酸化物と母相との境界に形成されるクロム濃化層が安定に維持されれば、LBEの鋼への侵入を防ぐことが可能であることが分かった。

One of the vital issues to realize the lead-bismuth eutectics cooled fast reactor is to develop the proper protection of both structural and core materials from the LBE corrosion, especially at higher temperature than 600 C. In this work, a high chromium martensitic stainless steel (ASME P122) as a promising candidate of structural materials for LBE cooled FR was investigated to understand its corrosion behavior in stagnant LBE at 650 C under continuously controlled oxygen potentials. The specimens exposed to LBE up to 4,000h were analyzed by optical and chemical viewpoint to investigate the structure of the oxide layer and the behavior of main alloy elements in the steel. At higher temperature beyond the temperature range to from magnetite stably, the most outer iron-rich oxide was dissolved into LBE even under the proper controlled oxygen potential. And the diffusion area beneath the oxide was also dissolved into LBE after some time. However, based on the observation results, it is