Development of aluminum-alloy coating on type 316SS for nuclear systems using liquid lead-bismuth

液体鉛ビスマスを用いる原子力システムのための316ステンレス鋼へのアルミニウム合金被覆の開発

倉田 有司; 横田 仁志*; 鈴木 徹也*

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

加速器駆動核変換システム等の液体鉛ビスマスを使用する原子力システムのために、Al, Ti, Fe粉末とレーザービーム加熱を用いたAl合金被覆法を開発した。ここで開発した被覆処理において形成される主な欠陥は、表面欠陥とクラックであった。これらの欠陥をなくすために被覆条件の最適化が行われた。550Cで1010 wt%に酸素濃度を制御した液体鉛ビスマス中で、3000hの静的腐食試験を実施した。その結果、316ステンレス鋼上のAl合金被覆層は、被覆なしの316ステンレス鋼で認められた激しい腐食(Ni溶出,粒界腐食,鉛ビスマスの侵入等)を防いでいることがわかった。最適条件で被覆した表面欠陥やクラックのないAl合金被覆層は、550Cの液体鉛ビスマス中で優れた耐食性を示す。

An Al-alloy coating method using Al, Ti and Fe powders and the laser beam heating has been developed for nuclear systems using liquid lead-bismuth eutectic (LBE). The main defects formed in the Al-alloy coating process are surface defects and cracks. Conditions required to avoid such defects have been studied. A static corrosion test was conducted in liquid LBE at the controlled oxygen concentrations of 10 to 10 wt% at 550C for 3000h. The Al-alloy coating layer on 316SS prevents severe corrosion attack such as Ni dissolution, partial loss of grains and LBE penetration observed in the 316SS without Al-alloy coating. The Al-alloy coating layer, which is formed without surface defects and cracks under the optimum condition, exhibits good corrosion resistance in liquid LBE.