Applicability of Al-powder-alloy coating to corrosion barriers of 316SS in liquid lead-bismuth eutectic

液体鉛ビスマス中におけるSUS316鋼の腐食障壁へのAl粉末合金被覆の適用

倉田 有司; 佐藤 英友*; 横田 仁志*; 鈴木 徹也*

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

加速器駆動システムに用いる液体鉛ビスマス中での耐食材料を開発するため、Al, Ti, Fe粉末を用いた新しい被覆法をSUS316に適用した。異なるAl濃度の被覆を施したSUS316試験片を用いて、1010mass%に酸素濃度をコントロールした550Cの鉛ビスマス中で、1000hの腐食試験を実施した。被覆なしのSUS316では鉛ビスマスの侵入を伴う粒界腐食などが観察されたが、Al合金被覆はそのような厳しい腐食を防ぐのに有効であることがわかった。2.8mass%のAlを含む被覆層は必ずしも十分な腐食抵抗を示さない場合があったが、4.2mass%のAlを含む被覆層は優れた耐食性を示した。Al濃度が17.8mass%の被覆層では、被覆処理中にクラックが発生した。Al濃度を約4mass%以上とした粉末Al合金被覆は、液体鉛ビスマスに対する耐食被覆として有望である。

A new Al-alloy coating method using Al, Ti and Fe powders has been applied to 316SS in order to develop corrosion resistant coating in lead-bismuth eutectic (LBE). The 316SS plates with coating layers of different Al concentrations were tested at 550C for 1000h in liquid LBE with controlled oxygen concentrations of 1010 mass%. While surface oxidation and grain boundary corrosion accompanied by LBE penetration are observed in 316SS without Al-alloy coating, the Al-alloy coating is effective to protect such severe corrosion attacks in LBE. Although the coating layer containing 2.8 mass% Al does not always keep sufficient corrosion resistance, good corrosion resistance is obtained in the coating layer where the average Al concentration is 4.2 mass%. Cracks are found in the coating layer containing 17.8 mass% Al. The Al-powder-alloy coating applied to 316SS is promising as a corrosion resistant coating method in liquid LBE environment.