Microstructural changes by thermal aging and neutron irradiation in stainless steel weld overlay cladding of nuclear reactor pressure vessels

熱時効及び中性子照射された原子炉圧力容器オーバーレイクラッドのミクロ組織変化

武内 伴照   ; 亀田 純*; 永井 康介*; 外山 健*; 西山 裕孝 ; 鬼沢 邦雄 

Takeuchi, Tomoaki; Kameda, Jun*; Nagai, Yasuyoshi*; Toyama, Takeshi*; Nishiyama, Yutaka; Onizawa, Kunio

熱時効によるステンレスオーバーレイクラッドの組織変化の溶接方法による相違を定量的に分析するため、エレクトロスラグ溶接及びサブマージアーク溶接で製作したクラッド材に対して400C10,000 hの熱時効を行い、レーザー3次元アトムプローブで微細な領域の元素濃度揺らぎの分析を行った。両クラッド材ともフェライト相において、受領材でもスピノーダル分解によるものと思われるCr濃度変動があり、熱時効によってその振幅が増大することが確認され、Ni, Si, Mnの各元素については熱時効を受けると濃度揺らぎが生じることがわかった。さらに、これら元素の濃淡の関係を照射材と比較すると一致しておらず、劣化メカニズムが互いに異なることが示唆された。

Microstructure evolution on stainless overlay cladding, made by electroslag and submerged arc welding, of reactor pressure vessel was quantitatively investigated by means of three-dimensional local electrode atom probe (3DAP). The cladding material was thermally-aged at 400 C for 10,000 h. In ferrite phases, Cr concentration fluctuation, which was arisen through a spinodal decomposition, observed in as-received material was progressed and Ni, Si, and Mn concentration fluctuation was observed after the ageing in both the materials. In addition, correlations of the fluctuations of these elements disagreed between the aged and the neutron-irradiated materials, indicating effects via different mechanisms on degradation of the claddings.