低放射化フェライト鋼における照射下析出物安定性

Phase stablity of precipitate in irradiated reduced activation ferritc/martensitic steels

谷川 博康; 酒瀬川 英雄   ; 荻原 寛之*; 岸本 弘立*; 香山 晃*

Tanigawa, Hiroyasu; Sakasegawa, Hideo; Ogiwara, Hiroyuki*; Kishimoto, Hirotatsu*; Koyama, Akira*

核融合炉構造材料の第一候補材料として期待される低放射化フェライト鋼については、これまで、照射硬化を示す300C近傍での照射により、時効効果が発現しない温度条件であるにもかかわらず、照射下では析出物の分布状態が変化し、それが強度特性変化に影響を及ぼしている可能性を報告してきた。本研究では、析出物の照射下相安定性について着目して調査を行った。300C/10dpaまでのイオン照射実験を行った結果、イオン照射領域の析出物(M23C6)が明確にアモルファス化していることが観察された。さらに、300C/5dpaで中性子照射された鋼について観察した結果、Ni添加鋼については析出物がほぼすべてアモルファス化している一方、他の鋼においては、部分的なアモルファス化にとどまっている傾向が観察された。このようなアモルファス化が発現する上限温度では、照射誘起拡散が現れやすいことが照射誘起アモルファス化現象の研究から示されていることから、以上より、300C中性子照射で観察された析出物分布変化は、析出物の照射誘起アモルファス化が駆動力となっている可能性が示された。

It was previously reported that reduced-activation ferritic/martensitic steels (RAFs), such as F82H-IEA and JLF-1, showed a variety of changes in its mechanical property after neutron irradiation at 573K up to 5dpa, and have possible correlation with precipitation. In this study, irradiation effects on precipitation were investigated in detail with the emphasis on phase stability. It turned out that precipitates in the ion irradiated region become amorphous. Laves phase in aged F82H was also amorphized. An aged Fe-Ta-C model alloy contained a high density of TaC in the matrix, but those TaC precipitates disappeared in the ion-irradiation region after 20 dpa single/dual ion irradiation. This amorphization of precipitates and TaC re-solution in these RAFs was also observed in neutron irradiated RAFs.