Effect of micro-segregation on irradiation hardening in ion-irradiated RAFM steel

イオン照射した低放射化フェライト鋼の照射硬化に及ぼすマイクロ偏析の影響

安堂 正己; 酒瀬川 英雄   ; 谷川 博康; 笠田 竜太*

Ando, Masami; Sakasegawa, Hideo; Tanigawa, Hiroyasu; Kasada, Ryuta*

低放射化フェライト鋼(RAFM)はDEMO核融合炉の第一壁・ブランケットの第一候補材であり、BA活動を中心として研究開発を進めている。この材料は高温強度向上のため2%タングステンを含んでいるが、製造過程の間にプレート厚さ中央部周辺にておもにタングステン元素のマイクロ偏析が生じる傾向にある。マトリクスでのタングステン濃度の高い部分では熱時効によりLaves相が形成されやすく、脆化を引き起こす原因となる。また、同様にマイクロ偏析を含む材料が中性子照射等を受けた場合の照射硬化,破壊靭性,衝撃特性などの機械的特性への影響を調べておくことは重要となる。本研究では、イオン照射された低放射化フェライト鋼(F82H BA07, IEA)の照射硬化に対するマイクロ偏析の効果を調べた。イオン照射されたF82H BA07材のタングステンマイクロ偏析領域の微小硬さ結果からは、この偏析に起因した余剰硬化はほとんど生じなかった。この結果より、10dpaまでのF82H鋼のタングステンのミクロ偏析の形成は、照射硬化には大きく影響しないことがわかった。

RAFM is the candidate for the blanket structural materials of DEMO reactor. JAEA is developing a F82H steel as the RAFM under BA activity. F82H steels are tendency to cause a micro-segregation of tungsten around the center of plate thickness during a fabrication process of a large scale heat. In the case of a rich-tungsten in the matrix, Laves phase was formed easily and then its precipitations cause an embrittlement in F82H without neutron irradiation. Moreover, it is also a problem that this micro-segregation affects the irradiation hardening, fracture toughness and impact property after neutron irradiation. The purpose of this study is to investigate the effect of this micro-segregation on irradiation hardening of ion-irradiated F82H. For micro-hardness profiles across W-segregation bands in BA07 irradiated specimens, extra-hardening is hardly detected around those bands. In this results, the W-micro segregation in F82H did not affect irradiation hardening up to 10 dpa.