高Cr-ODS鋼の高温強度とナノ-メゾ組織評価

High temperature strength and nano/meso structure evaluation of High Cr-ODS steels

丹野 敬嗣  ; 大塚 智史   ; 矢野 康英  ; 田中 健哉; 大場 洋次郎*; 大沼 正人*

Tanno, Takashi; Otsuka, Satoshi; Yano, Yasuhide; Tanaka, Kenya; Oba, Yojiro*; Onuma, Masato*

9Cr-ODSマルテンサイト鋼は、高温強度や耐照射性、加工性に優れることから、高速炉の長寿命燃料被覆管の第一候補材料である、さらに優れた耐食性を付与する観点から、高Cr化を図った11Cr-ODSマルテンサイト鋼の開発、及びその燃料被覆管としての適用性評価を進めている。本研究では11Cr-ODS鋼の組成や製造方法の最適化を図ることを目的として、試作試験と高温引張試験,クリープ試験、及びナノ/メゾ組織評価を行った。試作した11Cr-ODS鋼の単軸クリープ強度は9Cr-ODS鋼と同等以上であった。残留フェライト割合も9Cr-ODS鋼と同等に制御できた。クリープ強度は酸化物分散粒子のサイズと数密度で定義した分散状態と直線的な関係があった。

The 9Cr-ODS martensitic steel is under development as first candidate material for fast reactor long life fuel cladding, because of its superior high temperature strength, irradiation resistance and productivility. The 11Cr-ODS steels with additional corrosion resistance by Cr enrichment are also under development, and the evaluation of their applicability for cladding material is in progress. Trial manufacturing, high temperature tensile test, creep test and nano/meso structure evaluation of several ODS steels were carried out to modify the chemical composition and manufacturing process of the 11Cr-ODS steel. Uni-axial creep strength of manufactured 11Cr-ODS steels were equal to or higher than that of 9Cr-ODS steel. The residual -ferrite fraction in 11Cr-ODS steels was also controlled at the same level as that of the 9Cr-ODS steel. The creep strength had a linear correlation with the dispersion condition, which is defined by the size and number density of dispersed-oxide.