鉛ビスマス中の腐食特性に及ぼす被覆層中Al濃度の影響

Effect of Al concentration in coating layer on corrosion properties in lead-bismuth

倉田 有司; 佐藤 英友*; 横田 仁志*; 鈴木 徹也*

Kurata, Yuji; Sato, Hidetomo*; Yokota, Hitoshi*; Suzuki, Tetsuya*

液体鉛ビスマスは、長寿命放射性核種の核変換処理を目的とした加速器駆動システムや高速炉において使用することが検討されている。このシステムの課題の一つは、鉛ビスマスによる腐食に対する鋼材の耐食性の確保である。本研究では、Al粉末合金被覆によってSUS316の耐食性を改良することを目標に、腐食特性に及ぼす被覆層中のAl濃度の影響を検討した。Al, Ti, Fe粉末から作製したシート材を用い、レーザー加熱によって、SUS316にAl合金被覆を施した。被覆層中のAl濃度の異なる被覆材を作製し、液体鉛ビスマス中で静的腐食試験を行った。腐食試験は550Cで3000h実施した。被覆層中のAl濃度が約2mass%の被覆材では、十分な耐食性を得ることができなかった。また、Al濃度が13-15mass%の被覆材では、被覆処理中にクラックが発生した。Al濃度が約8mass%の被覆材は、クラックがなく、耐食性の優れた被覆が施されていることが確かめられた。

Liquid lead-bismuth is a candidate material used for accelerator driven systems and fast reactors. Development of corrosion resistant materials in liquid lead-bismuth is one of important research subjects to realize these systems. In this study, effect of Al concentration in coating layer on corrosion properties in lead-bismuth was investigated for the purpose of improvement of corrosion properties of 316SS by an Al powder alloy coating method. Aluminum alloys were coated on 316SS using sheets made of Al, Ti and Fe powders, and laser heating. The corrosion test was conducted at 550C for 3000h in liquid lead-bismuth. The coating with about 2 mass% of Al did not exhibit enough corrosion resistance. Cracks were found in the coating with 13 to 15 mass% of Al. The coating with about 8 mass% of Al showed good corrosion resistance without cracking.