SUS316のAl粉末合金被覆におけるクラック形成に及ぼす被覆条件の影響

Effect of coating conditions on crack formation in Al powder alloy coating on type 316SS

横田 仁志*; 佐藤 英友*; 鈴木 徹也*; 前川 克廣*; 倉田 有司

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

長寿命放射性核種を核変換するための加速器駆動システム(ADS)の核破砕ターゲット及び冷却材に用いる液体鉛ビスマスは、構造用鋼を腐食する問題がある。この問題を解決するため、鋼表面にレーザーを熱源とするAl粉末合金被覆を施すことによって耐食性を改善する方法を検討した。被処理材をSUS316とし、作製したAl-Ti-Feシート材を用いて、アルゴン雰囲気中、YAGレーザーで表面を走査することにより、被覆を行った。処理条件として、シート材の組成や熱源であるレーザーの走査速度等を変化させた。この被覆処理によって、SUS316表面にAl濃度の高い被覆層が生成した。シート材中のAl量が多い場合には、生成した被覆層中のAl濃度が高くなり、クラックが発生した。被覆層中のAl濃度と被覆層に形成したクラック数の関係を詳細に調べ、この被覆方法においてクラックが形成する条件に関する知見を得た。

Liquid lead-bismuth is a candidate material of a spallation target and a coolant of accelerator driven systems for transmutation of high-level radioactive wastes. Compatibility of steels and lead-bismuth is one of critical issues. In order to solve the problem, Al powder alloy coating on 316SS was investigated. The Al alloy coating was conducted by scanning a YAG laser beam on Al-Ti-Fe sheets under Ar gas environment. Coating parameters are chemical compositions of sheet material, scanning rates of laser beam etc. Cracks often formed in the coating layer when Al contents in sheet material were high. From detail analyses, knowledge of crack formation was obtained in Al powder alloy coating using this method.