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摩擦攪拌接合による11Cr-フェライト/マルテンサイト鋼継手部の強度特性評価

Mechanical properties of friction stir welded 11Cr-ferritic/martensitic steel

関尾 佳弘; 矢野 康英; 佐藤 裕*; 粉川 博之*

Sekio, Yoshihiro; Yano, Yasuhide; Sato, Yutaka*; Kokawa, Hiroyuki*

高速炉炉心材料の溶接施工方法を向上させるため、11Cr-フェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)ラッパ管材に対して、アルミニウム合金等の非鉄金属材料で既に実用化されている摩擦攪拌接合(FSW)の適用性を検討した。本研究では、FSWを用いた共材接合を実施し、継手部に対して引張試験,微細構造解析などの試験・評価を行った。その結果、FSWでは、接合部の組織が微細化することに起因して、PNC-FMS母材と比較して、引張特性に著しい低下がなかった。このことは、FSWでは通常の溶融溶接で必要であった溶接後の熱処理が不要となる可能性を示唆しており、高速炉炉心材料への新たな接合技術としての適用性が高いことがわかった。本成果の一部は、原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブ事業「摩擦攪拌接合によるNa高速炉炉心材料の新たな接合技術に関する研究」(H22-23年度)で得られたものである。

The applicability of friction-stir welding (FSW) which was already put into practical use with nonferrous-metal materials was examined to the 11Cr-ferrite/martensite steel (PNC-FMS) wrapper material in order to improve the welding performance of fast reactor core materials. In this research, the effect of FSW on mechanical and microstructural properties of the Stir Zone (SZ) was investigated. From the experimental results, there was no remarkable decrease in tensile property of the SZ as compared with the base material even though the hardness of the SZ increased due to the influence of very fine grains. This suggests that a post weld heat treatment which was required on the conventional fusion welding might be unnecessary. This study is the result of "Friction stir welding of the wrapper tube materials for Na fast reactors" carried out under the Strategic Promotion Program for Basic Nuclear Research by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan.

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