ITER中心ソレノイド用コンジット材料JK2LBの成分最適化

Optimization of JK2LB chemical component for ITER central solenoid jacket material

濱田 一弥; 中嶋 秀夫; 河野 勝己; 高野 克敏; 堤 史明; 奥野 清; 鈴木 富男; 藤綱 宣之*

Hamada, Kazuya; Nakajima, Hideo; Kawano, Katsumi; Takano, Katsutoshi; Tsutsumi, Fumiaki; Okuno, Kiyoshi; Suzuki, Tomio; Fujitsuna, Nobuyuki*

日本原子力研究開発機構(原子力機構)が神戸製鋼所と共同で開発した低温構造材料JK2(22Mn- 13Cr- 9Ni- 1Mo- 0.24N)鋼は強度,熱収縮率及び疲労特性の観点で、国際熱核融合実験炉(ITER)の中心ソレノイド(CS)導体用ジャケット材候補として期待されている。しかしながら、JK2は超伝導生成熱処理(時効)を前提としない構造材料として開発され、高炭素,高窒素化による高強度化が図られている。そのため、時効処理を施した場合、靱性が劣化すること,熱間圧延や鍛造工程において割れが生じるなど、製造性に課題があった。筆者らは、これらの問題を解決する一つのアイディアとして、ホウ素を添加すること及び炭素含有量を低下させることによる特性の改善を進めてきた。今回、ITERでは仕様内での成分のバラツキを考慮する必要があり、化学成分を変化させたサンプルを製作し、4Kでの機械特性を調査した。その結果、JK2LBの最適化学成分として、ホウ素:10-40ppm,炭素:0.03%以下,窒素:0.17-0.23%を見いだした。また、実機応用への足がかりとして、JK2LBの疲労亀裂進展速度の測定結果をもとに疲労寿命を評価し、CSへの適用が可能であることを示した。

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