Optimization of JK2LB chemical composition for ITER central solenoid conduit material

ITER中心ソレノイド導体コンジット用JK2LBの化学成分の最適化

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*

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(Mn-Cr-Ni-Mo-N)鋼は、強度及び熱収縮の点で、国際熱核融合実験炉(ITER)の中心ソレノイド(CS)導体用コンジ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(時効処理)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の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。その結果、低炭素・ホウ素添加JK2(JK2LB)を開発した。今回、ITERの機械的特性仕様を満たす化学成分の範囲を特定するために、化学成分を変化させたJK2LB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が疲労亀裂進展特性の面からもCSへの適用が可能であることを示した。

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