Interfacial properties of HIP joints between beryllium and reduced activation ferritic/martensitic steel

ベリリウムと低放射化フェライトマルテンサイト鋼のHIP接合界面の特性

廣瀬 貴規; 安堂 正己; 荻原 寛之*; 谷川 博康; 榎枝 幹男; 秋場 真人

Hirose, Takanori; Ando, Masami; Ogiwara, Hiroyuki*; Tanigawa, Hiroyasu; Enoeda, Mikio; Akiba, Masato

ITERテストブランケットモジュール第一壁開発の一環として、熱間等方圧加圧法(HIP: Hot Isostatic Pressing)により、プラズマ対抗材料であるベリリウムとブランケットの構造材料である低放射化フェライト/マルテンサイト鋼F82Hの異材継手を試作した。接合強度特性試験,接合界面の微細組織観察及び接合界面の元素分析の結果から、HIPはF82Hの焼き戻し温度条件で実施することが有効であることを得た。接合強度は、F82H側へのベリリウム拡散距離の二乗に反比例する傾向を示した。拡散の抑制には、ベリリウム表面へのクロム蒸着が有効であり、試作した継手はITER遮蔽ブランケット第一壁におけるベリリウムと銅合金の異材継手と同等以上の強度を達成した。

In this work, the interfacial properties of Be-reduced activation ferritic/martensitic steel (RAFMs) joints were investigated for the first wall of an ITER test blanket module (TBM). The joints were produced by the solid state hot isostatic pressing (HIP) method. Chromium (Cr) was used as a diffusion barrier with a thickness of 1 micron or 10 microns, formed by plasma vapor deposition on the Be surface. The HIPping was conducted at 1023 K and 1233 K. The temperatures are standard normalizing and tempering temperatures of F82H. EPMA showed the Cr layer effectively worked as a diffusion barrier at 1023 K. However, for the F82H/Be interface which underwent HIP at 1233 K followed by tempering a Be rich layer was formed. Bend tests revealed that a thin Cr layer and low temperature HIP is preferable.