Kinetic approach for growth and coalescence of nano-size oxide particles in 9Cr-ODS steel using high-energy synchrotron radiation X-rays in SPring-8

SPring-8高輝度X線を用いた9Cr-ODS鋼ナノサイズ酸化物粒子の生成に関する動的アプローチ

Kim, S.-W.; 菖蒲 敬久  ; 大塚 智史   ; 皆藤 威二 ; 井上 賢紀 ; 大沼 正人*

Kim, S.-W.; Shobu, Takahisa; Otsuka, Satoshi; Kaito, Takeji; Inoue, Masaki; Onuma, Masato*

9Cr-ODS鋼における酸化物分散粒子のサイズ及び密度分布は、優れた組織安定性,高温強度特性及び耐照射特性を維持する最も重要な組織因子である。しかしながら、高温固化過程における酸化物粒子の挙動についてはまだ十分に研究されていない。そこで、本研究では、ナノサイズ酸化物粒子の生成・変化を評価することを目的とし、さまざまな条件で熱処理した9Cr-ODS鋼原料粉末を用いてXRD及びSAXS測定法により評価した。その結果、ナノサイズ酸化物粒子は800Cから960Cの温度領域で生成され、温度と時間の上昇とともに成長していることが世界で初めて実験的に見いだされた。

The size and density distribution of dispersed oxide particles is recognized as one of the main issues for ensuring good microstructural stability and high temperature strength in a high temperature (700 C) and neutron irradiation (250 dpa) environment. However, the behavior of oxide particles in the hot-solidification process has not been determined yet. This study evaluated the correlation between nano-size oxide particles and the heat treatment temperature and time in order to characterize the mechanism of formation and the behavior during growth and coalescence for these particles in 9Cr-ODS steel raw powder. XRD and SAXS measurements were made using high-energy synchrotron radiation X-rays in SPring-8. This is the first report of the oxide complex particles (YTiO and YTiO) being formed from 800 C to 960 C, and they were observed to grow and coalesce on increasing both heat-treatment temperature and time.